Prenant sa source dans la cordillère australienne, près de la frontière entre la Nouvelle-Galles du Sud et le Queensland, la rivière est officiellement considérée comme née de la confluence des rivières Culgoa et Barwon, près de la ville de Bourke. Son parcours s'effectue principalement à travers les plaines semi-arides de la Nouvelle-Galles du Sud, suivant une direction générale sud-ouest avec une pente extrêmement faible, d'environ 16 millimètres par kilomètre seulement. Cette caractéristique topographique contribue à un débit lent et sinueux. Elle termine sa course en rejoignant le Murray au niveau de la ville de Wentworth, à la frontière avec le Victoria.

Son nom lui a été donné en 1829 par l'explorateur Charles Sturt, en hommage à Sir Ralph Darling, alors gouverneur de Nouvelle-Galles du Sud. La rivière a rapidement joué un rôle déterminant dans le développement de l'intérieur des terres, devenant une artère de transport majeure à la fin du XIX^e siècle. Des bateaux à vapeur naviguaient sur ses eaux pour acheminer la laine des pastoralistes des ports fluviaux comme Bourke et Wilcannia jusqu'aux connexions ferroviaires. Cette époque prospère a marqué l'apogée de la rivière en tant que voie de communication, avant que le chemin de fer ne prenne le relais.

L'environnement naturel du Darling est caractérisé par une variabilité hydrologique extrême, typique des rivières de zones arides. Son débit est très irrégulier, avec des périodes de crues parfois intenses et des épisodes de sécheresse sévère où son cours peut s'interrompre presque complètement. Cette variabilité a façonné des écosystèmes particuliers, mais elle est aujourd'hui exacerbée par des facteurs anthropiques. Des archives montrent que la rivière coulait de manière quasi permanente, même lors de grandes sécheresses entre 1885 et 1950. Cependant, le développement des ressources en eau a profondément modifié son régime hydrologique. La construction de barrages, de seuils et les prélèvements massifs pour l'irrigation ont considérablement réduit les débits, les petites crues annuelles ayant vu leur ampleur diminuer de plus de 90 %. Une étude de l'Université nationale australienne (ANU) publiée en 2025 confirme que les prélèvements excessifs pour l'irrigation sont responsables d'environ la moitié du déclin des débits dans les affluents irrigués, un problème qui s'ajoute aux effets du changement climatique.

La santé écologique du Darling est aujourd'hui préoccupante. La surexploitation de ses eaux, la salinité élevée et la pollution par les pesticides et les nutriments ont conduit à une dégradation généralisée de sa qualité. Cette situation a eu des conséquences dramatiques, illustrées par des épisodes de floraison d'algues toxiques s'étendant sur des centaines de kilomètres dans les années 1990 et par des mortalités massives de poissons plus récemment. Ces impacts sont aggravés par la fragmentation du cours d'eau par des seuils qui transforment des tronçons entiers de rivière en habitats d'eau stagnante, défavorables à la faune aquatique native. Malgré ces défis, la rivière abrite 21 espèces de poissons indigènes et constitue un habitat crucial pour de nombreuses espèces d'invertébrés, d'oiseaux et de mammifères, bien que celles-ci soient menacées par les espèces envahissantes comme la carpe. Les communautés végétales riveraines, comme les forêts de gommiers rouges, sont également essentielles à l'équilibre de cet écosystème .

Les enjeux autour de la rivière Darling sont au coeur de la gestion du bassin Murray-Darling, dont le plan directeur fait l'objet de révisions régulières. L'équilibre entre les besoins de l'agriculture, qui génère des milliards de dollars, la préservation des écosystèmes et les droits des populations, y compris celles des populations autochtones, est un sujet de débat politique intense. Des appels sont lancés pour une réduction des prélèvements d'eau pour l'irrigation, jugée indispensable pour restaurer la santé de la rivière et garantir sa pérennité face au changement climatique.