La Sorgue prend sa source à la Fontaine de Vaucluse, qui est une des plus importante exsurgences du monde. Elle est alimentée par un immense karst situé dans les calcaires couvrant près de 1.200 km², ssur une épaisseur pouvant atteindre 1.000 mètres. La Sorgue est ainsi une des rares rivières de provence à bénéficier d'une alimentation en eau régulière, même au plus fort de l'été.

La Fontaine de Vaucluse, unique exutoire du karst, alimente la Sorgue grâce à 2 types d'exsurgences :

- des sources pérennes, nommées "griffons".	- un gouffre, situé en amont des griffons, au pied d'une falaise de 200m de haut, d'où l'eau surgit à certaines périodes de l'année (principalement en hiver et au printemps).

La Fontaine de Vaucluse a donné naissance au terme scientifique de "source vauclusienne", qui correspond à une source karstique fonctionnant sur le principe d'un siphon.

un gouffre, situé en amont des griffons, au pied d'une falaise de 200m de haut, d'où l'eau surgit à certaines périodes de l'année (principalement en hiver et au printemps)