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La longueur de son cours d'eau est de 96,9 km.
Ce bassin versant, essentiellement agricole (polyculture-élevage) regroupe 153 communes et s'étend sur 1036 km2 partagés entre les départements des Vosges et de la Meurthe et Moselle.
La source du Madon est située au pied du Ménamont, point culminant des monts Faucilles. Le premier gué, sur la voie romaine de Langres au Donon, a donné son nom au Void d'Escles.
Bainville-aux-Saules, Mirecourt, Haroué et Pulligny sont les principales localités traversées. Après avoir serpenté au travers des plateaux du Xaintois et du Vermois, la rivière rejoint la Moselle à Pont-Saint-Vincent.
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À Ambacourt, à deux kilomètres en aval de Mirecourt, la qualité de l'eau permet d'abriter une petite colonie de castors.
Au cours de son histoire, le Madon a subi de nombreuses crues entraînant d’impressionnantes inondations.
- Avril 1983. La pluviométrie du mois d’avril a été 3 fois supérieure à la moyenne interannuelle. L’eau est montée en 43 heures et a atteint 4,64 m à Mirecourt. Cette crue est utilisée comme référence décennale.
- Mai 1983. Après un record absolu des pluies entre 1921 et 1999 durant le mois de mai, l’eau est montée en 48 heures et atteint 4,06 m à Mirecourt.
- Novembre 1996. L’accumulation des pluies a engorgé progressivement les sols et provoqué une montée des eaux en 6 heures à Mirecourt. L’eau a recouvert 500 ha avec parfois plus d’un mètre d’eau et le débit de débordement à Mirecourt a été jusqu’à 50 m 3/s. Cette crue est prise comme référence centennale.
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