O rio Parnaíba é o segundo mais importante da região Nordeste, depois do São Francisco. A maioria dos afluentes que deságuam no Parnaíba é perene, alimentados pelas chuvas e águas subterrâneas, formando vales úmidos com grande potencialidade econômica.

Dentre todas sub-bacias, destacam-se aquelas constituídas pelo rio Balsas (5% da área total da Bacia), no Maranhão, as dos rios Uruçui-Preto (4,7%), Gurguéia (9,9%), Longá (8,6%) e Poti (16,1%), no Piauí. Mais de 90% da área da Bacia encontram-se em terrenos sedimentares, com grande potencial aqüífero, com solos de alto potencial agrícola que necessitam de aplicação de calcário para reduzir a acidez e a saturação de alumínio, quando explorados com cultivos agrícolas. Os vales do Fidalgo, Poti, Canindé e Piauí apresentam também solos propícios à exploração agrícola com relevo adequado à exploração da agricultura.

A estrutura geológica define o relevo e a topografia da Bacia com chapadas e chapadões - tabuleiros - entre os vales. As altitudes máximas são inferiores a 800 metros.O clima da bacia varia de quente e úmido, no Norte, passando a quente e úmido com chuvas de verão tropical, no Centro-Sul e Sudeste, e Semi-Árido no Leste e Sudeste. As precipitações variam, em geral de sudeste para nordeste entre 600 a 1.800 mm/ano, com duas estações definidas: chuvosa e seca. A temperatura média varia entre 24 a 38º C, em geral entre o inverno e o verão. A insolação média é de 3.000 horas de sol/ano.

A cobertura vegetal possui as seguintes características: nas nascentes, no sopé da Chapada das Mangabeiras, há uma exuberante floresta. Sobre as grandes superfícies aplainadas predomina o cerrado, que nas vizinhanças dos municípios de Amarante e Floriano passa a cerrado. Revestindo algumas chapadas, surge ora mata seca, ora cerradão. Desde Amarante, Arraial e Várzea Grande, para o Norte inicia-se a participação do babaçu, dando lugar à mata dicótilo-palmácea, mais frequentemente a partir de Teresina até o sul de Luzilândia e Esperantina.

Nas vizinhanças de Luzilândia até Parnaíba, prevalece a carnaúba. Na planície litorânea, campos de várzea e manguezais, nas ilhas do Delta. Em resumo, a cobertura vegetal é diversificada, incluindo também algumas áreas de florestas ciliares, caatinga - especialmente no sudeste e florestas caducifólias.

Considerando as características geológicas, a profundidade, compacidade e litologia do pacote sedimentar, são escassas as possibilidades de exploração de minerais na Bacia, limitando-se principalmente às águas minerais e não metálicos como calcáreo, argila, granito, mármore, salgema, opala e vermiculita.