Les bassins hydrographiques, ou bassins versants, sont des étendues de territoire sur lesquelles tombent les précipitations qui alimentent les ruisseaux, les rivières et les lacs. Les bassins qui approvisionnent les réservoirs du réseau hydroélectrique de Rio Tinto ont une superficie de 73 800 kilomètres carrés, soit un territoire un peu plus grand que la province du Nouveau-Brunswick. Ces bassins s’étendent du nord au sud sur une distance de 550 kilomètres et, d’est en ouest, sur une distance de 200 kilomètres.
La majeure partie de l’eau qui tombe sur les bassins hydrographiques ruisselle jusqu’aux grands réservoirs du lac Manouane et de Passes-Dangeureuses, appelés communément réservoirs d’amont, ou dans le lac Saint-Jean. Cette arrivée d’eau constitue les apports naturels et l’eau emmagasinée sert à alimenter les centrales hydroélectriques de Rio Tinto.
Quatre affluents se jettent dans le lac Saint-Jean. Par ordre d’importance, il s’agit des rivières Péribonka, Ashuapmushuan, Mistassini-Mistassibi et Métabetchouane. La rivière Péribonka est la seule dont une partie des apports est régularisée grâce aux réservoirs du lac Manouane et de Passes-Dangeureuses.
L’eau fournie par les bassins hydrographiques du lac Manouane et de Passes-Dangereuses représente 25 % des entrées d’eau moyennes au lac Saint-Jean. Tous les autres bassins fournissent 75 % des apports qui arrivent au lac, sans être contrôlés par des ouvrages de régularisation majeurs.