与长江探源类似，黄河最早的探源同样与大禹治水有关。传说中上古时代有洪水之患，大禹为了治平洪水溯河而上，在积石山疏导洪水，从而消除了洪灾。战国时期，有人托名大禹治水之事写了一篇《禹贡》，其中称：“导河积石，至于龙门。”这是我国历史上有关黄河河源的最早记载。但这个记载未免达过简略，它只是告诉我们：黄河流经积石山，大禹以治水为目的在此施工，将河水导向龙门去了。自积石山再往上呢？大禹并没有进一步探寻，这便不能说黄河源于积石山。一般认为，所提到的积石山位于今天的阿尼玛卿山，其距现在所知的河源还有相当的距离。

西汉时期，出使西域归来的张骞，由于历游西域诸国，对黄河河源也有了自己的认识。《史记 大宛列传》记载，张骞向汉武帝报告说：“于阗之西，则水皆西流，注西海；其东，水（今塔里木河）东流注盐泽（今新疆罗布泊）。盐泽潜行地下，其南则河源出焉。”即认为塔里木河是黄河的上游，流到罗布泊就潜流到地下，到了湖东南方的布尔汗布达山的南面，才钻出地面重新流淌。东汉时期，班固又把原来的黄河“一源说”发展为“两源说”，即在张骞所知河源出于阗外，又加上了葱岭（今帕米尔高原），二流汇合后，汇入蒲昌海（罗布泊），并在此下潜。于是，关于黄河“伏流重源”说便正式确立了。

唐太宗贞观九年（公元635年），居住在西部的吐谷浑部落起兵反唐，唐王朝发兵征讨。著名将领李靖、侯君集率领一支人马到达了星宿海、扎陵湖一带，《新唐书》记载他们“进逾星宿川，至柏海”，终于“北望积石山，观河源之所出焉”。星宿川即今星宿海，而柏海即今扎陵湖。这是历史上最早明确记载有人到达河源区，但不能据此说至此方有对河源的正确认识。

随着唐代人对河源的不断认知，绘有河源的地图也开始出现了。唐朝人贾耽先后绘有《陇右山南图》和《海内华夷图》，所说均绘有河源，但可惜都没有保留下来。不过现在在西安碑林中存有一幅伪齐阜昌七年（1136）上石的《华夷图》，系根据《海内华夷图》缩绘而成，从中可略见原图的一些痕迹。在这幅图上，河源被绘在了廓州（治所在今青海省化隆回族自治县西黄河北岸）西较远的地方，从方位上看，这个位置同真正的河源已很接近。有唐一代，随着人们在河源地区活动的逐渐增多，人们对于河源的认识逐步推到了“星宿海”一带。于是在不经意间，人们抬头望去，美丽的河源已在频频招手了。

元朝至元十七年（公元1280），元世祖忽必烈派都实等人勘察黄河河源，潘昂霄根据都实的调查写成《河源志》一篇。这篇文字后来在元人陶宗仪的《南村辍耕录》里有收录，是迄今发现的最早的河源专著。此外，《南村辍耕录》里还收录有一幅《黄河源》图，大概与都实所绘原图有所关联，这幅图是目前存世的有关河源地区的最早的一幅地图。该书明确指出黄河发源于星宿海西南百余里处。

清朝康熙四十三年（1704），康熙皇帝派拉锡、舒兰等人往探河源，这是清代官方考察河源之始，揭开了有清一代频繁探寻河源的序幕。拉锡一行于当年六月到达鄂陵湖与扎陵湖，后又到达星宿海西部，经过一番考察后，绘制了《星宿河源图》回复康熙帝，舒兰并撰有《河源记》。拉锡在给康熙帝的奏折中说其亲见星宿海区“三山之泉流出三支河”。然而拉锡等人并未进一步对这三条支河进行勘测，也没有指出哪支为正源，可见当时他们是把这三条支河都当作黄河上源看待了。之后，还据考察资料绘制了《皇舆全览图》。

乾隆中期，齐召南利用《皇舆全览图》及其他资料，编著了一部《水道提纲》，历数天下河流水道，其中也有关于河源水系的描述。它记载道：“黄河，源出星宿海西，巴颜喀拉山之东麓，二泉流数里，合而东南，名阿尔坦河；又东流数十里，折东北流百里至鄂敦他拉，即古星宿海。阿尔坦河东北会诸泉水，北有巴尔哈布山西南流出之一水，南有哈喇答尔罕山北流出之水，来会为一首，东南流注于查灵海。”

可见，在《水道提纲》里，黄河上源三支流的中间一支阿尔坦河（即阿尔坦必拉），已被定为正源了。这条阿尔坦河，即是现在的约古宗列曲，而其北“巴尔哈布山西南流也之一水”当指扎曲，其南“哈喇答尔罕山北流出之水”当指卡日曲。然而，清乾隆四十七年（公元1782），乾隆帝命门侍卫阿弥达“恭祭河源”。阿弥达对星宿海上源三条河流进行了实地勘查，认定星宿海西南的阿勒斯坦郭勒河（即今卡日曲）为黄河上源，从而否定了齐召南的约古宗列曲正源说。

1952年，由黄河水利委员会组织，对黄河河源进行了数月的勘查，河源勘查队认定约古宗列曲为黄河正源，雅合拉达合泽山是它的源头，鄂陵湖在上，扎陵湖在下。这一结论与前人考察结果不相吻合，在学术界引起争论，但黄河发源于约古宗列曲的说法广为流传。

1978年青海省组织的考察队再次对黄河源头和扎陵、鄂陵两湖进行实地勘查，确认卡日曲为黄河正源，扎陵湖在上，鄂陵湖在下，并根据卡日曲的长度重新测定黄河全长为5464千米。

黄河水行进至一片平缓的滩涂沼地，河面骤然展宽，流速也变缓，四处流淌的河水，使这里形成了大片的沼地和众多的湖泊，这些湖泊在阳光照耀下，宛如夜空中闪烁的星星，星宿海之名大概由此而来。星宿海，藏语称为“错岔”，意思是花海子，东与扎陵湖相邻，西与玛曲相接，其海拔4000多米。

黄河流过星宿海，向东流20多公里，便进入黄河上游最大的湖泊---扎陵湖和鄂陵湖。扎陵湖和鄂陵湖是黄河源头两个最大的高原淡水湖泊，被称为“黄河源头姊妹湖”。两湖中间，有巴颜朗马山相隔。扎陵湖东西长，南北窄，湖面面积526平方公里，平均水深8.6米。黄河在扎陵湖经过一番回旋之后，在巴颜朗玛山南面，进入一条长约20公里、宽约300多米的沟谷，在西南方流入鄂陵湖。鄂陵湖与扎陵湖的形状恰好相反，鄂陵湖东西窄，南北长，湖面面积为628平方公里，比扎陵湖大100余平方公里。平均水深17.6米，最深处可达30多米。

1985年，黄河水利委员会根据历史传统和各家意见，确认玛曲为黄河正源，并在约古宗列盆地西南隅的玛曲曲果树立了黄河源标志。2008年，卡日曲被确定为黄河正源。其实无论孰为正源，卡日曲、约古宗列曲均为黄河的重要源头，二源合扎曲入星宿海，合流转为玛曲，再汇入扎陵湖、鄂陵湖，复转出东走，即成为辗转游走5464米、“奔流到海不复回”的滔滔黄河。