Басейн р. Сіверський Донець (правий найбільший приплив Дона) розташований на південно-західному схилі Середньоросійської височини. Довжина річки - 1 053 км, площа водозбору - 98 900 км², загальне падіння - 195 м, середній нахил до русла - 0,00018 (18 см на 1 км).

Річка бере свій початок в районі м. Бєлгорода (РФ). Далі тече по території України - Харківської, Донецької, Луганської областях. Впадає в р. Дон у Ростовській області (РФ).

Основний напрямок верхньої течії - на південь, нижче м. Зміїв - на південний схід.

Сіверський Донець має 11 притоків першого порядку, довжиною понад 50 км, і ще 210 річок, довжина яких менше за 50 км.

Рельєф басейну - хвиляста рівнина, яка перетинається численними долинами річок і ярами.

Близько 6% загальної площі водозбору займають ліси, близько 2% - болота, основну частину - сільськогосподарські угіддя.

Басейн р. Сіверський Донець на заході і північному заході межує з басейном р. Дніпро, на півночі і сході - з басейном р. Дон, на півдні і південному сході - з річками Приазов'я (Кальміус і Міус). У витоку річки заплава вузька (близько 500 м), нижче розширюється до 3-4 км. У районі м. Ізюма русло розбивається на ряд рукавів.

За багаторічними середньорічними даними, сума атмосферних опадів по басейну змінюється від 600-620 мм на півночі, до 480-500 мм на півдні. В деякі вологі роки їх кількість перевищує 750 мм, а в посушливі знижується до 300 мм. Майже щороку в різних частинах басейну випадають зливові дощі з сумою опадів від 50 до 100-150 мм.

Між випаданнями опадів в теплу пору року часто спостерігаються сухі періоди, тривалість яких може досягати трьох місяців. У цей час різко скорочується річковий стік, що вимагає підвищеної уваги до санітарного стану не тільки на притоках, а й на самій р. Сіверський Донець.

Одним з основних джерел «харчування» р. Сіверський Донець є сніготанення. Водний режим характеризується добре вираженою високою весняною повінню.

Основними водогосподарськими об'єктами в складі системи є:

• Печенізьке водосховище на р. Сіверський Донець;
• Краснооскольське водосховище на р. Оскол;
• комплекс для перекидання та регулювання води з р. Дніпро в басейн р. Сіверський Донець, включаючи діючий перший підйом каналу Дніпро-Донбас з Краснопавлівським водосховищем;
• канал Сіверський Донець-Донбас, за яким перекидається стік р. Сіверський Донець в басейни його приток;
• системи водопостачання та каналізації;
• великі теплоелектростанції, які споживають річкову воду;
• великі зрошувальні системи і рибні господарства;
• водосховища на притоках р. Сіверський Донець і самі притоки (річки).

Водні ресурси р. Сіверський Донець використовуються для:

• водопостачання міст і населених пунктів сільського типу;
• водопостачання промисловості;
• зрошення та зволоження земель;
• рибного господарства;
• рекреаційної зони (відпочинок, спорт, туризм, рибна ловля).