Quản lý nguồn nước theo lưu vực là một cấp độ trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Quản lý nước theo lưu vực nhấn mạnh khía cạnh sử dụng hợp lý tài nguyên trên cơ sở hiểu biết và tôn trọng các quy luật tự nhiên hình thành tài nguyên nước trong một lưu vực cụ thể.
Trong quản lý tài nguyên nước theo lưu vực, đơn vị địa lý để thực hiện quản lý không phải là địa giới hành chính mà là toàn bộ lưu vực sông. Thông qua hoạt động của bộ máy quản lý lưu vực, tất cả các hoạt động sử dụng và bảo vệ tài nguyên được xem xét một cách thống nhất và hợp lý. Đối với một lưu vực sông gồm nhiều đơn vị hành chính thì việc quản lý thống nhất theo lưu vực sông sẽ tạo cơ sở thuận lợi để giải quyết các mối quan hệ hay những mâu thuẫn nảy sinh trong quá trình sử dụng hay quản lý tài nguyên giữa các vùng khác nhau.
Quản lý tổng hợp lưu vực sông không chỉ giới hạn trong phạm vi quản lý tài nguyên nước, mà còn liên quan đến mọi khía cạnh của việc quản lý và sử dụng các tài nguyên liên quan khác trên lưu vực nhưđất, rừng, hệ sinh thái, hoạt động của con người... Về mặt nguyên tắc, trong quản lý phát triển theo lưu vực cần xây dựng các dự án phát triển khai thác được tối
đa tiềm năng thế mạnh và hạn chế tới mức thấp nhất các rủi ro bất lợi có thể có của từng vùng. Thượng du là vùng sinh thuỷ và năng lượng nên mọi chương trình phát triển đều phải tính đến việc hạn chế đến mức thấp nhất nguy cơ gây tổn thương các điều kiện hình thành dòng chảy và phát sinh tai biến trượt lở, lũ lụt... Việc phát triển thuỷđiện ở thượng lưu sẽ cho hiệu quả kinh tế tối ưu nhất so với các khu vực còn lại. Hạ du là vùng nhận và tiêu nước, địa hình bằng phẳng, mật độ dân cư và đầu tư kinh tế cao, thuận lợi cho phát triển nhiều loại hình kinh tế, nhưng cần ưu tiên cho những mục tiêu thoát nước nhanh, hạn chế lũ lụt dài ngày và dùng nước tiết kiệm để hạn chế thiệt hại do thiếu nước dùng.
Nhu cầu cấp nước của toàn lưu vực phải được tính trên cơ sở cân bằng với khả năng tái tạo về lượng và chất của tài nguyên. Nếu giảđịnh việc khai thác tài nguyên không làm hệ sinh thái xấu hơn trạng thái tự nhiên vốn có của nó, thì lượng nước khai thác trong mùa kiệt không
được làm mức nước sông hạ xuống thấp hơn ngưỡng bảo đảm an toàn sinh thái cho toàn hệ. Ngoài ra, nếu không tính tới các hệ quả sinh thái bất thường khác, thì toàn bộ lượng nước đưa vào lưu vực bằng con đường nhân tạo và lượng nước lũ mà các hồ chứa điều tiết được, sau khi đã trừ tổn thất, là phần mà loài người có thể độc quyền tiêu thụ, bao gồm cả phần để cải thiện hệ sinh thái tự nhiên theo nhu cầu của con người.
Chức năng và nhiệm vụ về quản lý tổng hợp lưu vực sông được quy định tùy theo hình thức của mỗi kiểu tổ chức lưu vực. Tuy nhiên, có một số nhiệm vụ chung mà trong quản lý lưu vực sông đều phải thực hiện, đó là:
Lập quy hoạch sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài nguyên nước lưu vực sông và theo dõi việc thực hiện quy hoạch.
Phối hợp với các cơ quan hữu quan của các bộ, ngành và địa phương trong việc điều tra cơ bản, kiểm kê, đánh giá tài nguyên nước của lưu vực sông.
Phối hợp với các đơn vị hành chính các cấp để giải quyết tranh chấp về tài nguyên nước nảy sinh trên lưu vực. Ngoài ra, tùy theo hình thức, một số tổ chức lưu vực sông có thể tham gia trực tiếp vào chức năng thiết kế, thi công và quản lý các công trình khai thác, sử dụng tài nguyên nước trên lưu vực.
Theo UNESCO, việc chi tiết hoá kế hoạch tổng hợp cho những lưu vực rộng đa quốc gia là khó có khả năng. Ví dụ Uỷ ban hạ lưu sông Mê Công mới chỉ hoạt động trong phạm vi liên quan đến thu thập số liệu và lập kế hoạch. Quản lý tổng hợp có cơ hội thành công lớn hơn ở
những lưu vực nhỏ hơn.