ลุ่มน้ำโขง(ภาคเหนือ) เป็นลุ่มน้ำลำดับที่ 2 จาก จำนวน 25 ลุ่มน้ำหลักของประเทศ เป็นแม่น้ำนานาชาติ มีต้นกำเนิดจากที่ราบสูงธิเบต ไหลผ่านตอนใต้ของประเทศจีน ผ่านตะวันออกของสหภาพเมียนม่าร์ ภาคเหนือที่อำเภอเชียงแสน อำเภอเชียงของ อำเภอเวียงแก่น และภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย ไหลผ่านประเทศลาว และ ประเทศกัมพูชาก่อนจะไหลลงสู่ทะเลจีนใต้ในภาคใต้ของเวียดนาม สำหรับพื้นที่ลุ่มน้ำโขง(เหนือ)ในประเทศไทยล้อมรอบไป ด้วยเทือกเขาครอบคลุมพื้นที่ จังหวัดเชียงราย และ พะเยา มีพื้นที่รวมทั้งสิ้น 10,027.93 ตารางกิโลเมตร

ลุ่มน้ำปิง ตั้งอยู่ทางทิศเหนือของประเทศไทย ขนาดพื้นที่ลุ่มน้ำ 34,471.51 ตารางกิโลเมตร พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ในเขตจังหวัดเชียงใหม่ ลำพูน ตาก กำแพงเพชร และนครสวรรค์ลักษณะลุ่มน้ำวางตัวในแนวเหนือ ใต้ ทางตอนบนของลุ่มน้ำเป็นเทือกเขาสลับซับซ้อน มีแม่น้ำปิงเป็นแม่น้ำสายหลัก ซึ่งมีต้นกำเนิดจากทิวเขาผีปันน้ำ ในเขตอำเภอเชียงดาว จังหวัดเชียงใหม่ แล้วไหลผ่านหุบเขาลงมาสู่ที่ราบลุ่มกว้างใหญ่ในจังหวัดเชียงใหม่ ผ่านจังหวัดลำพูน จากนั้นไหลไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ผ่านอำเภอจอมทอง จังหวัดเชียงใหม่ แล้วไหลลงทิศใต้ผ่านอำเภอฮอด ก่อนจะลงสู่อ่างเก็บน้ำเขื่อนภูมิพล ส่วนแม่น้ำปิงตอนล่างใต้เขื่อนภูมิพลจะไหลผ่านที่ราบมาบรรจบกับแม่น้ำวังและไหลผ่านที่ราบกว้างใหญ่ในเขตจังหวัดกำแพงเพชร ก่อนจะไปบรรจบกับแม่น้ำยมและแม่น้ำน่าน รวมเป็นแม่น้ำเจ้าพระยาที่ปากน้ำโพ จังหวัดนครสวรรค์ลุ่มน้ำปิงมีลำน้ำสาขาที่สำคัญของแม่น้ำปิง ได้แก่ น้ำแม่งัด มีต้นกำเนิดจากเทือกเขาแดนลาวทางตอนเหนือของลุ่มน้ำ ไหลมาบรรจบกับแม่น้ำปิงทางฝั่งซ้าย น้ำแม่แตง ไหลจากเทือกเขาแดนลาวลงมาบรรจบแม่น้ำปิงทางฝั่งขวา แม่น้ำกวงไหลมาบรรจบแม่น้ำปิงทางฝั่งซ้ายที่จังหวัดลำพูน แม่น้ำลี้ ไหลจากอำเภอลี้ขึ้นไปทางทิศเหนือบรรจบแม่น้ำปิงทางฝั่งซ้ายที่อำเภอจอมทอง น้ำแม่แจ่ม ไหลจากเทือกเขาถนนธงชัยจากทิศตะวันตกเฉียงเหนือของลุ่มน้ำลงมาบรรจบแม่น้ำปิงทางฝั่งขวาที่อำเภอฮอด จังหวัดเชียงใหม่ อ่างเก็บน้ำที่สำคัญ ได้แก่ เขื่อนแม่กวงอุดมธารา อำเภอดอยสะเก็ด จังหวัดเชียงใหม่ และเขื่อนแม่งัดสมบูรณ์ชล อำเภอแม่แตง จังหวัดเชียงใหม่

ลุ่มน้ำวัง เป็นลุ่มน้ำในลำดับที่ 7 จากจำนวน 25 ลุ่มน้ำหลักของประเทศ มีต้นกำเนิดจากเทือกเขาผีปันน้ำ บริเวณดอยหลวง บ้านป่าหุ่ง อำเภอพาน จังหวัดเชียงราย ในเขตอำเภอ รอยต่อระหว่าง จังหวัดลำปาง พะเยา และเชียงราย ไหลผ่านหุบเขาสู่ที่ราบในเขตตัวเมืองจังหวัดลำปาง และ ไหลไปบรรจบกับแม่น้ำปิง ด้านท้ายน้ำเขื่อนภูมิพล ที่บ้านปากกว้าง ตำบลตากออก อำเภอบ้านตาก จังหวัดตาก ครอบคลุมพื้นที่ลุ่มน้ำประมาณ 10,791 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่ 2 จังหวัด คือจังหวัดลำปาง และ จังหวัดตาก มีความยาวประมาณ 460 กม.

ลุ่มน้ำยม ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศไทย ขนาดพื้นที่ลุ่มน้ำ 23,995.55 ตารางกิโลเมตร พื้นที่ครอบคลุมจังหวัดลำปาง น่าน พะเยา กำแพงเพชร สุโขทัย พิษณุโลก พิจิตร และแพร่ ลักษณะลุ่มน้ำวางตัวตามแนวเหนือ ใต้ มีแม่น้ำยมเป็นแม่น้ำสายหลัก ซึ่งมีต้นกำเนิดจากดอยขุนยวมในทิวเขาผีปันน้ำในเขตอำเภอปงและอำเภอเชียงม่วน จังหวัดพะเยา ไหลผ่านหุบเขาที่มีความลาดชันมาก มีที่ราบแคบริมแม่น้ำเป็นบางตอน เข้าสู่เขตจังหวัดแพร่ จากนั้นจะไหลออกสู่ที่ราบผืนใหญ่ ผ่านอำเภอสอง อำเภอเมือง อำเภอสูงเม่น อำเภอเด่นชัย จากนั้นจะไหลเข้าสู่หุบเขาทางตะวันตก ผ่านอำเภอลอง อำเภอวังชิ้น แล้วไหลลงทางใต้เข้าสู่ที่ราบที่อำเภอศรีสัชนาลัย จังหวัดสุโขทัย ในช่วงนี้แม่น้ำยมจะไหลคู่ขนานมากับแม่น้ำน่าน และเริ่มมีความลาดชันลดลง จากนั้นจะไหลผ่านอำเภอสวรรคโลก อำเภอศรีสำโรง อำเภอกงไกรลาศ และผ่านอำเภอบางระกำ จังหวัดพิษณุโลก เข้าสู่อำเภอสามง่าม จังหวัดพิจิตร ผ่านอำเภอโพทะเล จนเข้าเขตจังหวัดนครสวรรค์ แล้วไหลมาบรรจบกับแม่น้ำน่าน ที่บ้านเกยชัย อำเภอชุมแสง จังหวัดนครสวรรค์ลำน้ำสาขาที่สำคัญ ได้แก่ ลำน้ำงาว ไหลมาบรรจบกับแม่น้ำยมในเขตจังหวัดแพร่ น้ำแม่สองบรรจบกับแม่น้ำยมที่อำเภอสอง จังหวัดแพร่ แม่น้ำรำพัน บรรจบกับแม่น้ำยมที่อำเภอเมือง จังหวัดสุโขทัย แม่น้ำพิจิตร บรรจบกับแม่น้ำยมที่บ้านบางคลาน อำเภอโพทะเล จังหวัดพิจิตร

ลุ่มน้ำน่าน ตั้งอยู่ทางภาคเหนือของประเทศไทย ขนาดพื้นที่ลุ่มน้ำ 34,837.70 ตารางกิโลเมตร พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ในเขตจังหวัดอุตรดิตถ์ น่าน นครสวรรค์ กำแพงเพชร พิษณุโลก พิจิตร และเพชรบูรณ์ ลักษณะลุ่มน้ำวางตัวตามแนวทิศเหนือ ใต้ เป็นเส้นแบ่งเขตแดนไทย ลาว มีความสูงอยู่ที่ระดับ 220 ม.รทก. มีแม่น้ำน่านเป็นแม่น้ำสายหลัก โดยมีต้นกำเนิดมาจากเทือกเขาหลวงพระบาง ในเขตจังหวัดน่าน จากนั้นไหลผ่านที่ราบระหว่างหุบเขาในเขตอำเภอเมืองน่าน และอำเภอเวียงสา หุบเขาทางด้านตะวันตกและตะวันออกทั้งสองด้านนี้เป็นต้นกำเนิดของลำน้ำสาขาหลายสาย ที่ราบบริเวณนี้จะมีระดับความสูงประมาณ 180 220 ม.รทก. จากนั้นแม่น้ำน่านจะไหลผ่านหุบเขาลงสู่อ่างเก็บน้ำเขื่อนสิริกิติ์ พื้นที่ตอนล่างของลุ่มน้ำน่านจะเป็นที่ราบสองฝั่งแม่น้ำซึ่งจัดได้ว่าเป็นทุ่งราบผืนใหญ่ที่สำคัญที่สุดของประเทศไทย จากจังหวัดพิษณุโลก แม่น้ำน่านจะไหลเคียงคู่กับแม่น้ำยมลงมาจนบรรจบกันที่อำเภอชุมแสง จังหวัดนครสวรรค์ จากนั้นจะไหลผ่านบึงบอระเพ็ดทางฝั่งซ้าย ก่อนจะบรรจบกับแม่น้ำปิง ที่อำเภอเมือง จังหวัดนครสวรรค์ ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของแม่น้ำเจ้าพระยา