Die Freiberger Mulde entspringt auf dem Kamm des Osterzgebirges zwei Kilometer südöstlich von Moldava (Moldau) als Moldavský potok in einer Höhenlage von 850 m ü. NN. Im selben Gebiet liegen die Quellen der Wilden Weißeritz und der Flöha. Nach Westen fließend, erreicht sie nach etwa 5 km die Ortschaften Holzhau und Rechenberg-Bienenmühle auf deutschem Gebiet und fließt weiter durch Lichtenberg. Hier mündet die Gimmlitz ein. Das Tal ist im weiteren Verlauf steil und eng etwa 100 m in die Hochfläche bei Freiberg eingeschnitten.
Lichtenberger Talsperre wurde von 1966 bis 1975 zum Zwecke des Hochwasserschutzes der Ortschaft Lichtenberg im Osterzgebirge und der Trinkwasserversorgung des Freiberger Raumes und Umgebung errichtet. Sie besitzt die Vorsperre Dittersbach und die Vorbecken Dittersbach und Burkersdorf. Das Speichervolumen beträgt ca. 14,4 Mio. m³.
Die Oberfläche des Stausees ist bei Vollstau 92,60 ha groß.
Die Freiberger Mulde durchfließt die alte erzgebirgische Bergbaulandschaft von Weißenborn, Muldenhütte Hilbersdorf und Freiberg. Bei Siebenlehn mündet von rechts kommend die Bobritzsch. Im weiteren Verlauf durchfließt sie Nossen, Roßwein und Döbeln und sie nimmt die Striegis auf. Beim Ort Schweta mündet der Nebenfluss Zschopau ein. Die Freiberger Mulde passiert Leisnig und vereinigt sich bei Colditz-Sermuth mit der Zwickauer Mulde.
Bobritzsch ist ein ungefähr 38 km langer rechter Nebenfluss der Freiberger Mulde. Sie entspringt südöstlich von Frauenstein im Osterzgebirge in etwa 680 m Höhe und fließt dann oberhalb von Reichenau durch Friedersdorf bis Naundorf. Hinter Naundorf folgt ein landschaftlich schöner Teil mit Wiesen und bis an den Fluss reichenden Wäldern. Bis Reinsberg führt parallel zum Fluss ein Wanderweg durch das Naturschutzgebiet Grabentour. Oberhalb des Flusses liegen auf Felsen rechts das Schloss Reinsberg und links das Schloss Bieberstein. 1 km nördlich vom Schloss Bieberstein mündet die Bobritzsch in die Freiberger Mulde.
