源流は千里丘陵。吹田市南正雀と摂津市正雀本町の境界付近で安威川に合流（英語版）する。
一級河川としての開始点は、吹田市大字山田下字下正尺149番地先。この地名「正尺」が正雀川の名前の由来となっている。安威川合流点までの長さは3,479m。吹田市大字山田下字下正尺149番地は、現在の住所表示では吹田市五月が丘北3丁目付近になる。
かつての流域は水田地帯であり、水を引くため流路を人工的に変えられており、複雑に屈曲している。分流は並行する山田川に流入している。また、かつて流域に多数のため池が存在したが、開発によりほとんどが埋め立てられた。吹田操車場跡地と東海道線の下では暗渠になっている。
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