Берёт начало близ деревни Верхний Рубеж. Исторически река вытекала из Маткозера, которое было спущено в 1886 году[2], впадает в Онежское озеро. Длина реки — 64 км, площадь бассейна — 1670 км²[3]. Вытегра зарегулирована многочисленными шлюзами на всём своём протяжении, соединена с рекой Ковжа (бассейн Белого озера) Мариинским каналом. На реке расположен город Вытегра.
Гидроним Вытегра, по оценке Александра Васильевича Кузнецова, имеет финно-угорское происхождение и восходит к саамским vuotte, vut — «рыболовная тоня» и jarga — «ландшафт устьев рек, впадающих в озёра, где песчанные насосы соседствуют с топкими болотами и протоками»[4]. Формат -егра характерен для финно-угорских названий, и широко представлен на Севере европейской части России.
По данным государственного водного реестра России относится к Балтийскому бассейновому округу, водохозяйственный участок реки — Вытегра, речной подбассейн реки — Свирь (включая реки бассейна Онежского озера). Относится к речному бассейну реки Нева (включая бассейны рек Онежского и Ладожского озера)[3].