由分水線所包圍的河流集水區。分地面集水區和地下集水區兩類。如果地面集水區和地下集水區相重合，稱為閉合流域；如果不重合，則稱為非閉合流域。平時所稱的流域，一般都指地面集水區。
每條河流都有自己的流域，一個大流域可以按照水系等級分成數個小流域，小流域又可以分成更小的流域等。另外，也可以截取河道的一段，單獨劃分為一個流域。流域之間的分水地帶稱為分水嶺，分水嶺上最高點的連線為分水線，即集水區的邊界線。處於分水嶺最高處的大氣降水，，以分水線為界分別流向相鄰的河系或水系。例如，中國秦嶺以南的地面水流向長江水系，秦嶺以北的地面水流向黃河水系。分水嶺有的是山嶺，有的是高原，也可能是平原或湖泊。山區或丘陵地區的分水嶺明顯，在地形圖上容易勾繪出分水線。平原地區分水嶺不顯著，僅利用地形圖勾繪分水線有困難，有時需要進行實地調查確定。喀斯特地區或較小的流域，地下水補給對河流水量的影響較大，以地面集水區作為流域界線進行的水文分析，誤差往往較大。因此，這些地區不能用地面集水區代替流域，而應通過水文地質勘探，查明地下集水區的分水線。
在水文地理研究中，流域面積是一個極為重要的數據。自然條件相似的兩個或多個地區，一般是流域面積越大的地區，該地區河流的水量也越豐富。確定流域面積的方法是：先在精確的大比例尺地圖上標出河流的起點和終點，勾繪出流域的分水線，然後用計算機或求積儀等量測出其流域面積。
流域形狀對雨季洪水的匯集及徑流情勢有一定影響。例如，呈圓形的流域往往較長條形流域匯水快，河流洪峰也較高。為瞭比較流域形狀的差異，可以用一個無因次的流域形狀系數表示，它是流域面積與流域長度平方之比，也可以理解為流域平均寬度與長度之比。流域長度的測量方法是以河口為中心作同心圓，在圓心與流域分水線相交處繪出許多割線，割線中點連線的長度即為流域長度。它決定地面徑流到達出口斷面所需要的匯流時間，流域長度越長，匯流時間越長，河槽對洪水的調蓄作用越顯著，水情變化較緩。流域的平均寬度等於流域面積除以流域長度。