Desemboca en el río Orinoco en la triple frontera entre el departamento colombiano de Vichada y los estados venezolanos de Apure y Amazonas.

Al llegar a los Llanos inicia un giro a la izquierda y discurre en dirección nordeste a través de la llanura Llanos Orientales de Colombia en una dirección rectilínea que hizo creer en la posibilidad de una falla, como señala Pablo Vila:

Es cierto que el río Meta sigue una ondulación del relieve, pero esa ondulación no es estructural, sino que se debe a la mayor altura del dique natural de la ribera derecha, por lo que no presenta afluentes por dicha ribera, como se señala más adelante.

De hecho, el río Meta divide los llanos de Colombia en dos regiones diferentes: la parte occidental (el piedemonte andino) es más húmeda y el río se desborda (solo en su ribera izquierda, es decir, en dicha parte occidental) en la estación lluviosa y recibe los sedimentos de la cordillera andina, relativamente ricos en nutrientes y, por tanto, sus suelos y sus afluentes son también ricos en nutrientes.

La parte oriental, de llano alto o altillanura, tiene una larga estación seca y sus suelos y las aguas superficiales son oligotróficas (pobres en nutrientes) y no desagua a través del río Meta, sino a la cuenca del río Orinoco, por el río Vita o Bita, el río Tomo, el río Tuparro y el Vichada, que son ríos residuales[3]​ A partir de Puerto López (ubicado en la ribera del río Meta), este río es navegable y por lo tanto es un componente importante del comercio en los llanos de Colombia y Venezuela.