Le bassin versant est le territoire sur lequel les eaux de surfaces et de ruissellement s’écoulent comme dans un entonnoir, par gravité, vers un même point. On nomme ce point de plus basse altitude l’exutoire et il correspond à l’embouchure du cours d’eau principal.

Un bassin versant est toujours délimité par une frontière naturelle, la ligne de partage des eaux qui consiste en une suite de points dessinés par le relief du terrain qui forme la ligne de crête. Les gouttes de pluie tombant d’un côté ou de l’autre de cette ligne de partage des eaux alimenteront deux bassins versants situés côtes à côtes.

Le bassin versant est associé à une rivière principale, qui prend sa source le plus souvent sur les hauteurs en amont, au niveau de ce qu’on appelle la « tête de bassin ». Cette rivière s’écoule dans le fond de la vallée pour se jeter dans un fleuve ou rejoindre une mer ou un océan en aval, à l’exutoire du bassin versant.

Puisque tous les cours d’eau se jettent dans des cours d’eau de plus grande importance, un bassin versant se compose de sous bassins versants imbriqués comme des poupées russes.

Chaque bassin versant est unique du fait de sa taille, sa forme, son orientation, le relief, le climat, la nature du sol, et chacun de ces éléments influencent le réseau hydrographique qui s’y écoule. 

C’est un espace dynamique : en ruisselant sur la terre et en transportant des galets dans leurs fonds, les rivières modifient lentement le relief des paysages. En contrepartie, la forme de la vallée, les pentes, la nature des roches qui forment le sous-sol influencent le régime d'écoulement de la rivière. Les éléments naturels agissent les uns avec les autres. L’eau de la rivière est donc chargée de toute l’histoire des pentes qu’elle a parcourues.

A ces facteurs géographiques et géométriques s’ajoutent les éléments liés à la présence de l’homme : couverture végétale, occupation du sol, urbanisation, activités humaines…

Pour comprendre le fonctionnement d’une rivière, il est nécessaire de connaître les caractéristiques de son bassin versant.