Visas žemės paviršiaus plotas, nuleidžiantis vandenį į tam tikrą upę ar jos intakus, vadinamas upės baseinu. Upės baseinas gali būti laikomas milžinišku dubeniu arba baseinu. Gravitacijos jėga stumia visą vandenį, patenkantį į dubenį, žemyn iš šonų ir link žemiausio to dubenėlio taško. Dubens dugne nuo dubens kraštų nutekėjęs vanduo susirenka ir sudaro vientisą vandens telkinį. Upės baseine didžioji dalis vandens, nutekančio iš žemės, patenka į upę, dažnai per upelius ir upelius.
Upeliai ir upeliai, įtekantys į upę, yra žinomi kaip intakai. Visi jie susijungia ir sudaro upę, kuri įteka į didesnį vandens telkinį, pavyzdžiui, kitą upę, ežerą, įlanką ar vandenyną. Upės baseiną sudaro visa upės ir jos intakų nusausinta žemė. Lietus, iškritęs ant žemės, sudarančios upės baseiną, surenka ir nuteka į žemiausią to konkretaus žemės taško tašką.
Kaimynystės, miškai, kalnai ir miestai gali būti upės baseine. Kai lyja ir žemė nebegali sugerti lietaus vandens, susidaro maži upeliai, kurie vėliau nuteka į didesnius vandens telkinius, tokius kaip upeliai, upės ir ežerai. Visi teršalai ir visa kita, kas gali būti ant žemės ir gali būti pernešama vandens, gali būti nuplauti į upę ir galiausiai į jūrą.
Vandens baseinai šiek tiek skiriasi nuo upių baseinų. Vandens baseinas yra nedidelė upės baseino dalis ir gali nutekėti tik į tam tikrą vandens telkinį. Upės baseino ribose gali egzistuoti daug baseinų.
Visi upės baseino ekosistemoje esantys gyvi ir negyvieji dalykai yra susiję vienas su kitu. Kai pažeidžiama viena upės baseino dalis, tam tikru būdu nukenčia visa ekosistema. Ši tarpusavyje susijusi pusiausvyra turi būti išlaikyta, kad būtų išsaugota visos upės baseino ekosistemos ir jos gyventojų pusiausvyra.
Unikali upės baseino topografija daro kiekvieną unikalų. Pavyzdžiui, kai kurie yra sudaryti iš aukštų granito sienų ir stačių kalvų ar kalnų. Dėl šios stačios ir kalnuotos reljefo upė gali greitai tekėti per daugybę uolų ir aplink staigius vingius, sukurdama daug čiurlenančių baltojo vandens slenksčių. Priešingai, kituose upių baseinuose yra palyginti plokščia žemė. Pavyzdžiui, Misisipės upės baseino topografija leidžia jos vandenims sklandžiai ir taikiai tekėti, lenkiant didelius žemės plotus.