Una cuenca es una unidad geográfica natural que recoge el agua procedente de las precipitaciones a través de los cursos de agua que la surcan. El agua de la lluvia se concentra en los llamados talwegs, que son las líneas que unen los puntos más bajos de un valle, y se dirige a la parte más baja de la cuenca para desembocar en algún río, lago o mar.
 
Las cuencas pueden ser exorreicas, cuando vierten sus aguas al mar, o endorreicas, cuando desembocan en superficies de agua cerradas. La mayor parte de cuencas europeas son exorreicas.
 
Las cuencas hidrográficas presentan formas muy diversas en función de su relieve. Las hay triangulares (con fuertes pendientes y valles en forma de “V”), y también ovales (con pendientes más débiles y valles en forma de “U”). Las cuencas están compuestas de una red de cursos de agua que fluyen hasta la desembocadura, de tal forma que se puede hablar de una estructura arborescente: la desembocadura es la raíz del árbol, el curso de agua principal es el tronco y los afluentes son las ramas.
 
Sea cual sea su tamaño, una cuenca está caracterizada por una serie de factores que condicionan su comportamiento:

• El clima: las precipitaciones (en forma de agua, nieve o granizo), la temperatura, el viento.
• El relieve: altitud, pendientes, etc.
• La vegetación: densidad, diversidad, superficie que recubre.
• El suelo: su naturaleza, textura y estructura.
• Las rocas: su naturaleza y profundidad.

El grado de complejidad de una cuenca hidrográfica varía en función de la importancia de su red de drenaje y del área geográfica que abarque. Las grandes cuencas se dividen en subcuencas, de tal forma que los estudios y medidas se puedan efectuar a diferentes escalas, proporcionando zonas más limitadas en las que la observación se podrá realizar con mayor precisión.
 
El volumen de agua que recoge una cuenca hidrográfica depende de su superficie. La cubierta vegetal influye sobre la distribución del agua. Los materiales que atraviesa (rocas, suelos, terreno industrial, superficies agrícolas, etc) determinan la cantidad de materia orgánica y sales minerales del agua. Además, existe una relación muy estrecha entre los fenómenos que tienen lugar río arriba y sus repercusiones río abajo, tanto desde el punto de vista hidrológico como desde el punto de vista biológico:

• la disminución de las precipitaciones río arriba conlleva una disminución del caudal de los cauces río abajo pudiendo provocar una eventual sequía;
• por el contrario, las fuertes lluvias río arriba pueden dar lugar a crecidas e inundaciones río abajo;
• un pequeño curso de agua contaminado puede tener repercusiones en varios kilómetros, provocando la muerte de seres vivos del entorno y convirtiendo las aguas en no aptas para el consumo.

El estudio de la cuenca hidrográfica supone una buena base para comprender mejor ciertos problemas medioambientales de carácter global: calidad del agua, deforestación, contaminación del aire. También permite realizar un balance hídrico teniendo en cuenta el volumen de agua disponible en un momento determinado. A partir de este dato, es posible hacer previsiones y tomar las medidas que resulten necesarias (por ejemplo, la lucha contra la sequía y contra las crecidas incontroladas). Si además en la cuenca existen infraestructuras erigidas por el hombre, como presas o diques, aumenta aún más el número de factores que afectan a la cuenca y que son merecedores de estudio.
 
A escala planetaria, la tierra y su atmósfera pueden ser consideradas como una cuenca gigante en la cual el agua circula indefinidamente atendiendo al principio universal de conservación de la materia de Lavoisier: “nada se crea ni se destruye, todo se transforma”.