אורכו של נחל תקוע כ-30 ק"מ, והוא למעשה היובל הגדול ביותר של נחל דרגה, גדול אפילו מיובלו הראשי של נחל דרגה העליון עצמו.
רוב מהלכו של הנחל ברמת מדבר יהודה, אפיקו רדוד. אך בשלושה מקומות יוצר הנחל קניונים עמוקים. הקניון העליון הוא בקטע בו חוצה הנחל את מדרגת הכפיפה העליונה במדבר יהודה, ואת קמר מעון-מקוע. אורכו של קניון זה כ-4 ק"מ. הקניון השני הוא בקטע בו חוצה הנחל את קמר קרן אל חג'ר, אורכו כ-2 ק"מ.
הקניון התחתון בנחל תקוע, הוא בקטע בו נכנס הנחל לאזור במת השוליים המזרחיים של מדבר יהודה, אורכו כ-600 מטר. אחרי קטע זה, נשפך נחל תקוע לנחל דרגה.
בערוץ קצר הנשפך לנחל תקוע, סמוך למפגש נחל תקוע ונחל דרגה, נובע מעיין קטן הנקרא עין פרחאן (המעיין השמח). נביעתו דלה מאוד, אך היא נובעת כל השנה ומימיה מתוקים וטובים לשתייה. מעיין זה, הוא אחד מבין שני המעיינות היחידים ברמת המדבר. המעיין השני נמצא מתחת למנזר מר סבא.
בקניון העליון של נחל תקוע (שמתחתר בין היישובים תקוע ונוקדים) נמצאת לאורה עתיקה, היא הלאורה "סוקה" של הנזיר הידוע חריטון. בסמוך לחורבות הלאורה הזו נמצאת מערת חריטון – המערה הקרסטית הגדולה בתחומי מדינת ישראל. בנוסף, בקניון זה נובעים שני מעיינות קטנים – מעין א-נטוף ועין א-ס'חרי. לקראת סוף הקניון נמצא מנזר "סלע הצלבים" מהתקופה הביזנטית.
מעל מפגש הנחלים תקוע ועמוס, נמצאת קפלה נזירית קטנה. הקפלה בנויה אבן גיר, על פתחה של מערה. מידותיה של הקפלה 4*3.6 מטר, ובקצה ישנה ירידה לכעין מרתף קטן. המבנה מקורה בכיפה יפה. קפלה זו, היא הקפלה המוזכרת במקורות עתיקים רבים כ"הקפלה של סוזכים", בה חי נזיר בשם סיריאקוס. הבדואים קוראים למבנה זה "אל קוסייר" – הארמון הקטן.
שמו של הנחל לקוח משמו של היישוב תקוע, הסמוך לקניון העליון של הנחל. שמו הערבי של הנחל הוא ואדי מעלק (נחל התלוי). הקטע העליון של הנחל, עד למפגשו עם נחל עמוס, נקרא על שם הקפלה הקטנה – ואדי אל קוסייר.
ארכאולוגיה
במאי 2022 מצאו חוקרים מאוניברסיטת בר-אילן ומהאוניברסיטה העברית מטבע כסף, הנחשב לנדיר, מתקופת מרד בר כוכבא במערה בנחל תקוע. זהו המטבע הראשון מתקופה זו הנמצא במערות נחל תקוע. צדו האחד של המטבע נושא חזית של בית המקדש, וצדו השני נושא את השם ״שמעון״, על שם מפקד המרד נגד הרומאים. ממצא זה מעיד, לפי החוקרים, על פעילותם של המורדים היהודים באזור המערה. טענה זו מתכתבת עם הקשר בין המורדים למבצר הרודיון, השוכן בסמוך לנחל תקוע, ששימש כמקום שלטוני עבור פקודיו של בר כוכבא.[1]