由分水線包圍的集水區域。
分水線 又稱分水嶺，是集水區域周圍最高點的連線。有地面分水線和地下分水線。前者是彙集地表水的界線，後者是彙集地下水的界線。一般把地面分水線作為流域的分水線，把地表水的集水面積稱為流域。在山區和丘陵地區，一般以山脊的連線作為分水線。在平原，不大的地形凸起、鐵路和堤防都可能成為分水線。地面分水線與地下分水線基本重合的流域稱閉合流域；地面分水線與地下分水線不不重合的流域稱不閉合流域。河流、湖泊和海洋都有自己的流域，如長江流域、太湖流域和太平洋流域等。地表和地下徑流最終匯入海洋的流域稱外流流域；地表和地下徑流不直接與海洋溝通的流域稱內流流域。全球和中國的外流流域和內流流域面積見表1和表2
表1 全球內流、外流流域面積
表2 中國內流、外流流域面積
流域的自然地理特征 包括氣候特點如降水、蒸發、氣溫和日照情況等和下墊面特征如地貌、植被、土壤和地質情況等。流域內降水量及其年內分配決定瞭河流水情。氣溫、濕度和日照等決定流域的蒸發、影響植被狀況，因而影響水情；流域地貌特征包括流域內山區與平原的比例、流域切割程度、流域內河系總長度、流域平均高度、流域高度面積曲線(亦稱測高曲線)等。流域面積高度分佈曲線指流域內某一高程與該高程以上流域面積的關系曲線，通常用流域面積的百分數和流域內最大高程的百分數表示。它定量地描述瞭流域面積的大小隨高程的不同而變化，在一定程度上反映瞭流域內水文要素的垂直分帶性。在河流幼年階段，流域地勢陡峭，這種曲線多呈凸形。河流的老年階段，地形平緩，曲線多呈凹形（見圖）。良好的植被使流域徑流形成過程平緩，從而削減洪水；有松散厚層沉積物覆蓋的流域易受侵蝕，增加河流泥沙（見流域產沙）。
流域的幾何特征 包括流域面積、流域長度、流域寬度和流域形狀等。流域面積指流域分水線所包圍的幾何圖形的平面投影面積。一般情況下，水系內任一級支流的級別數與相應流域面積平均值的對數近似地呈線性關系。流域長度有不同的表示方法：①從流域出口斷面沿主河道到流域最遠點的距離為流域長度；②用流域平面圖形幾何中心軸的長度(也稱流域軸長)表示，即以流域出口斷面為圓心作若幹不同半徑的同心圓，量出各圓周與流域邊界線交點所組成的圓弧中點，各弧長中點連線的總長度即為流域幾何軸長；流域寬度由流域面積除以流域長度求得：流域形狀用形狀系數或流域延長系數表示，形狀系數等於流域面積除以流域長度的平方。流域延長系數等於流域長度與相等於流域面積的圓的直徑的比值。流域幾何特征對洪峰流量和洪水過程線形狀有重要影響。