São exemplos de elementos naturais que constituem uma bacia hidrográfica: nascente; exutório; divisores topográficos; talvegue; canal de interceptação; e, afluentes. 

O nível de base de uma bacia hidrográfica define a área de menor elevação em relação à qual um rio pode erodir seu próprio canal, podendo ser global, continental, regional ou local. Os pontos de inflexão que delimitam os diferentes níveis de base são denominados knickpoints.

A distribuição espacial das rochas no substrato das bacias hidrográficas influencia no sentido do fluxo das águas nos seus cursos. Baseando-se neste critério, os rios denominados obsequentes correspondem àqueles cujo curso é controlado por descontinuidades no substrato cristalino.

A equação do balanço hídrico possibilita quantificar a água do ciclo hidrológico de uma determinada região, analisando apenas os seguintes parâmetros de uma bacia hidrográfica: volume de água precipitado e variações positivas ou negativas relacionadas ao armazenamento de água no interior da bacia.

A análise regional das bacias hidrográficas permite estabelecer padrões/traços de drenagens, cujas características estão relacionadas com os aspectos litoestruturais da bacia. O padrão de drenagem do tipo treliça e o do tipo retangular, por exemplo, se associam principalmente a terrenos polideformados.