Die Unstrut entwässert eine Einzugsfläche von ca. 6.350 km², das Thüringer Becken, welches im Windschatten der Gebirgszüge im Westen und des Harzes im Norden liegt und dadurch nur eine mäßige Wasserführung hat. Als mittlere Unstrut ist das Gebiet von Langensalza bis Sömmerda und die Wendung des Flusses nach Norden bis zur Thürin-ger Pforte bei Heldrungen anzusehen. Nebenflüsse im Mittellauf sind von rechts die Ge-ra, die Gramme und die Lossa. Von links führen der Schmbach, die Helbe und die Wip-per der Unstrut ihr Wasser zu. Bei Straußfurt ist ein Hochwasserrückhaltebecken mit ei-nem Stauvolumen von 19 Mio. m³ errichtet worden.
Die Gera ist ein 85 km langer rechter Nebenfluss der Unstrut. Sie entsteht bei Plaue aus der Wilden und der Zahmen Gera, welche beide am Schneekopf bei der Gemeinde Gehlberg ihre Quellen haben. Sie fließt durch den Plaueschen Grund, tief in den Muschelkalk eingeschnitten. Vor Arnstadt bildet sie ein enges Durchbruchstal. Nördlich von Ichtershausen tritt sie in das Stadtgebiet von Erfurt ein.