Десен приток на река Струма, дължината ѝ е 114 km, от които в Република Македония 81 km и в България 33 km. Отводнява южните скловнове на планините Плачковица и Огражден, североизточните склонове на планината Смърдеш и северните части на планината Беласица, Радовишкото и Струмишкото поле в Република Македония и югозападната част на Петричко-Санданската котловина.
Река Струмешница извира под името Стара река на 1346 m надморска височина в планината Плачковица, в землището на село Шипковица, община Радовиш, Република Македония. До град Радовиш тече на юг в дълбока долина, след което при града излиза от планината, завива на югоизток и навлиза в Радовишкото поле, а след около 10 km – в Струмишкото поле и постепено завива на изток като запазва тази си посока до устието си. При ГККП Златарево навлиза в българска територия като тече в широка и плитка долина с множество меандри. Минава на около 2 km северно от град Петрич и се влива отдясно в река Струма, на 93 m надморска височина, на 2 km североизточно от село Митино. Почти по цялото си протежение в Струмишкото поле в Република Македония и Петричкото поле в България коритото ѝ е коригирано с водозащитни диги.
Площта на водосборният басейн на реката е 1900 km2, което представлява 10,98% от водосборния басейн на река Струма. Границите на водосборния басейн са следните:
