Lưu vực là phần diện tích bề mặt đất trong tự nhiên mà mọi lượng nước mưa khi rơi xuống sẽ tập trung lại và thoát vào một lối thoát thông thường, chẳng hạn như vào sông, vịnh hoặc các phần nước khác. Các lưu vực thoát nước bao gồm tất cả các nước bề mặt từ dòng chảy mưa, tuyết, và các dòng suối gần đó chạy theo hướng dốc về phía lối thoát chung, cũng như nước ngầm dưới bề mặt Trái Đất. Các lưu vực thoát nước kết nối với các lưu vực thoát nước khác ở độ cao thấp theo mô hình phân cấp, với các bể chứa nhỏ hơn, và lần lượt đổ vào một khe thông thường khác.
Các thuật ngữ khác dùng để mô tả các lưu vực tiêu là lưu vực, lưu vực lưu vực, khu vực thoát nước, lưu vực sông và lưu vực sông. Ở Bắc Mỹ, thuật ngữ "đầu nguồn" thường được sử dụng để chỉ một lưu vực thoát nước, mặc dù ở các nước nói tiếng Anh khác, nó chỉ được sử dụng theo ý nghĩa ban đầu của nó, có nghĩa là sự phân chia nước, một sườn núi ngăn cách các lưu vực thoát nước liền kề.
Trong các lưu vực thoát nước khép kín ("endorheic"), nước hội tụ đến một điểm duy nhất bên trong lưu vực, được biết đến như một bồn rửa chén, có thể là một hồ nước lâu dài, một hồ khô hoặc một điểm mà nước ngầm bị mất dưới lòng đất.
Lưu vực thoát nước hoạt động như một kênh bằng cách thu thập tất cả các nước trong khu vực bao phủ bởi lưu vực và chuyển nó đến một điểm duy nhất. Mỗi lưu vực thoát nước được tách riêng topograph từ các lưu vực lân cận bằng chu vi, phân chia nước thải, tạo thành một loạt các đặc điểm địa lý cao hơn (như núi, đồi hoặc núi) tạo thành hàng rào.
Các lưu vực thoát nước tương tự nhau nhưng không giống với các đơn vị thủy văn, là những khu vực thoát nước được khoanh để làm tổ trong một hệ thống thoát nước theo cấp bậc đa cấp. Các đơn vị thủy văn được xác định để cho phép nhiều cửa hút, lối thoát, hoặc bồn rửa. Theo một nghĩa hợp lý, tất cả các lưu vực tiêu là các đơn vị thủy văn nhưng không phải tất cả các đơn vị thủy văn đều là các lưu vực thoát nước.
Các lưu vực khác nhau được phân tách bởi đường phân thủy (đường chia nước), thường là các dãy núi.
Một số lưu vực sông lớn trên thế giới (số liệu thống kê này không kể đầy đủ các lưu vực lớn):
Lưu vực sông Amazon (phần lớn ở Brasil) 6.144.727 km²
Lưu vực sông Congo (Trung Phi) 3.680.000 km²
Lưu vực sông Mississippi (Hoa Kỳ) 2.980.000 km²
Lưu vực sông Ob (Nga) 2.972.497 km²
Lưu vực các sông lớn chạy qua lãnh thổ Việt Nam:
Lưu vực sông Hồng
Lưu vực sông Mekong (Cửu Long): 795.000 km²
Lưu vực các sông lớn chạy qua nước Đức:
Lưu vực sông Danube: 817.000 km²
Lưu vực sông Rhine: 185.000 km²
Trong lĩnh vực tính toán thủy văn thường đề cập đến lưu vực sông đến một trạm đo nhất định để chỉ phần diện tích lưu vực đóng góp lượng dòng chảy qua một mặt cắt tại trạm đo đó.