Река Стряма извира на 2 158 м н.в. под името Камениница от южното подножие на връх Вежен (2 198 m) в Златишко-Тетевенска планина на Стара планина. До град Клисура тече на юг в дълбока долина с голям надлъжен наклон. След това завива на изток и югоизток, навлиза в Карловското поле и протича по южната му част. Тук коритото на реката е широко и плитко. След град Баня завива на юг и образува късия (около 3 km) Стремски (Чукурлийски) пролом между Същинска Средна гора на запад и Сърнена Средна гора на изток. След като излезе от пролома Стряма навлиза в Горнотракийската низина, където течението ѝ е бавно, с широко и плитко корито. При село Иван Вазово част от водите на реката са отклонени изкуствено в така наречената Дълга вада, главен напоителен канал (ГНК), който се влива самостоятелно в Марица. Същинската река Стряма се влива отляво в река Марица на 149 m надморска височина, на 2,3 km южно от село Маноле, Община Марица.