La cuenca del río Negro se sitúa en la parte norte de la región patagónica. Constituye el sistema hidrográfico más importante de todos los que se extienden íntegramente en territorio nacional. La porción superior de la cuenca se halla en el faldeo oriental de la cordillera de los Andes. Esta zona se caracteriza por poseer densos bosques, producto de abundantes precipitaciones pluviales y nivales que acumulan valores cercanos a 3.000 mm. anuales. Hacia el este, la porción media e inferior se extiende por la estepa patagónica, caracterizada por vegetación de tipo arbustiva de escaso desarrollo y pastizales acostumbrados a un régimen de lluvias no mayor de 200 mm. anuales. El río Negro se desplaza a través de mesetas áridas con un valle de ancho variable. Se caracteriza por su reducida pendiente y la existencia de numerosos brazos secundarios que se activan con aguas altas. En todo su recorrido no recibe el aporte de ningún afluente.
Los rasgos orográficos de la cuenca condicionan su clima y los mecanismos meteorológicos que provocan las precipitaciones en sitios preferenciales. En la cuenca del río Neuquén la cordillera del límite que la bordea por el oeste, posee una altura media superior a 2.000 metros. Esta barrera montañosa dificulta el paso de las tormentas provenientes del Pacífico que alcanzan a descargar su humedad sólo en una franja muy estrecha de la cuenca. Hacia el sur, la altura de la cordillera desciende a la vez que se hacen más frecuentes los valles transversales que permiten el paso de las tormentas del oeste, produciéndose en consecuencia, lluvias más abundantes en la cuenca del río Limay que en la del Neuquén.