La cuenca del río Maipo es el espacio natural comprendido por la cuenca hidrográfica del río Maipo. Este espacio coincide con el espacio administrativo homónimo definido en el inventario de cuencas de Chile (BNA) con el número 057 que se extiende desde la divisoria de las aguas en la cordillera de los Andes hasta su desembocadura en el océano Pacífico.

A partir de los años 70 se ha ampliado el concepto de cuenca hasta entender, ya en los primeros años del siglo XXI, una cuenca hidrográfica en lo que respecta a su definición espacial y funcional, como la unidad geopolítica y socioeconómica más apropiada y racional para el desarrollo integrado de los recursos de tierras y aguas asociados a la vegetación y en conjunto con los usuarios de nivel local y regional.^[1]​^: 17 [2]​^: 4

Mapa de la cuenca del río Maipo. Ver mapa de fondo.

La cuenca desemboca en Llolleo y, siguiendo el sentido de las agujas del reloj, limita al noroeste con las cuencas costeras entre Aconcagua y Maipo (ítem 055), entre ellas el estero Marga Marga, estero Casablanca, etc. Derechamente al norte limita con la cuenca del río Aconcagua, al este con las cuencas transandinas del río Tunuyán, al sur con la cuenca del río Rapel, y al suroeste con las cuencas costeras entre Maipo y Rapel, entre ellas el estero El Yali y el estero Maitenlahue.

Sus extremos alcanzan las coordenadas geográficas 32°56'S, 34°05′S, 69°46′W y 71°40'W.

Al norte queda separado del río Aconcagua por un cordón transversal del cual el cordón de Chacabuco es parte y que incluye el cerro Juncal (6110 m s. n. m.), donde se ubican varios glaciares que comparte con el río Aconcagua, hasta el cerro El Roble (2222 m s. n. m.). El cordón es la divisoria de aguas con la cuenca del río Aconcagua que es la última de las cuencas formada por los valles transversales que caracterizan el norte chico de Chile. Luego, hacia el sur se emplaza un plano de unos 100 km y un ancho medio de 35 km en dirección este-oeste que es la cuenca del Maipo limitada al sur por la angostura de Paine. La parte sur de la cuenca esta cubierta por sedimentos aportados por los ríos Mapocho y Maipo. Sin embargo, su parte norte, a falta de ríos poderosos como los mencionados, no tiene un cono de deyección y ha quedado algo más sumergida frente a la de más al sur dificultando el drenaje de sus aguas, más aún por un cordón sumergido del que solo aparecen el cerro Renca y el cerro Navia (cerro). A raíz de esto sus aguas son salinas y en algunos casos se observa un comportamiento endorreico como en el humedal de Batuco.^[3]​^: 19

En la cuenca se aprecian los tres rasgos morfoestructurales mayores que caracterizan a la zona central de Chile: la cordillera de los Andes , la depresión intermedia y la cordillera de la Costa.^[4]​^: 92 A ellos se agrega las planicies litorales y la precordillera.^[5]​ A partir de esta cuenca, la depresión intermedia se extiende ininterrumpidamente hasta el límite sur de la cuenca del río Biobío.

La cuenca comprende prácticamente la totalidad del territorio de la Región Metropolitana, parte de la Región de Valparaíso y de la Región de O'Higgins. En la cuenca existen 163 localidades pobladas, de las cuales 22 son ciudades y el resto corresponden a poblados y asentamientos rurales.^[6]​^: 18

La Dirección General de Aguas subdivide o reúne las cuencas de Chile acorde a las necesidades de estudio y gestión. Existen dos inventarios que han logrado ser aceptados como principales, el inventario de cuencas del Banco Nacional de Aguas (BNA) de 1978, de mayor uso, y el inventario de cuencas del Departamento de Administración de Recursos Hídricos (DARH) de 2014 de mejor cartografía que ha obligado a redefinir algunos límites, a veces con cambios mayores, pero también por algunas redefiniciones del concepto de subcuenca.

Bajo el BNA el código del ítem es 057 y con el DARH es 1300.

La subdivisión del BNA es como sigue:^[7]​

La disposición de cuencas en el inventario DARH es la siguiente:^[8]​

Los cuerpos de agua considerados en esta categoría son:

La cuenca tiene un régimen hidrológico de alimentación mixta, siendo marcadamente nival en zonas altas y pluvial en las zonas bajas. Su caudal varía durante el año y el lugar de medición, pero su caudal medio anual en la desembocadura es de 150 m³/s.^[9]​

El inventario público de glaciares de Chile 2022 consigna un total de 1264 glaciares en la cuenca, de los cuales 1213 no tienen nombre. El área total cubierta es de 450.8 km² y se estima el volumen de agua almacenada en los glaciares en 14,05 km³. Los de área mayor son los glaciares Yeso 2 (24,5 km²), Yeso 1 (9,7 km²), Yeso (9,7 km²), Volcán Tupungatito (9,6 km²).

La página web del Ministerio del Medio Ambiente consigna 12 humedales urbanos en la cuenca del río Maipo: embalse Larraín, estero El Puangue, estero Las Gualtatas, estero Puangue y estero La Higuera, Los Trapenses, Río Maipo de Isla de Maipo, tranque La Dehesa 1 y tranque La Dehesa 2, Baños Morales, El Trapiche, río Mapocho El Monte-Talagante, tranque La Poza y Vegas de Montaña.^[10]​

• Baños Morales
• Baños de Apoquindo

Se entiende por calidad del agua el valor del pH y la cantidad de partículas suspendidas en el agua provenientes del contacto con otros medios naturales del lecho del río.

Según el catastro nacional de plantas y proyectos de desalinización de agua de mar en Chile no hay plantas desaladoras en la cuenca del Maipo. Es importante señalar que las plantas desaladoras deben ser consideradas a nivel de cuencas y no como sistema independiente.^[11]​^: 15

Para tener una aproximación a nivel de cuenca (casos locales no están reflejados) del consumo comparado con la disponibilidad de agua, se define como:

${\displaystyle {\acute {\imath }}ndice\ de\ escasez\ h{\acute {\imath }}drica={\frac {Consumo\ h{\acute {\imath }}drico}{Oferta\ h{\acute {\imath }}drica}}x100}$

Siguiendo intrincadas definiciones del consumo y la demanda que consideran aguas superficiales, subterráneas, flujos mínimos de sustentabilidad, y consumos que no son devueltos al cauce original, todo ello según normas de organizaciones internacionales, se han clasificado los resultados en cuatro casos:^[12]​^: 29

• Brecha hídrica alta, se consume más del 40% del agua disponible: existe fuerte presión sobre el recurso hídrico y una urgencia máxima para el ordenamiento de la oferta y la demanda. En estos casos la baja disponibilidad de agua es un factor limitador del desarrollo económico.
• Brecha hídrica media, se consume entre el 20% y el 40% del agua disponible: existe presión sobre el recurso hídrico que debe ser ordenada, establecer prioridades, optimizar su uso y proteger los ecosistemas, también mediante inversiones.
• Brecha hídrica moderada, se utiliza entre 10% y 20% del agua disponible, la disponibilidad de agua es un factor limitador del desarrollo.
• Brecha hídrica baja, se utiliza menos del 10% de la oferta, no se experimentan presones importantes sobre el recurso hídrico.

Aplicada esta clasificación a la cuenca del río Maipo, el estudio estima una brecha hídrica moderada con un uso del 17% del agua disponible.^[12]​^: 80

El Atlas agroclimático de Chile distingue 10 distritos agroclimáticos en la cuenca que se reparten desordenadamente en el área:

•      5-1 Templado cálido supratermal con régimen de humedad semi árido (Csb2Sa) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 23,6 °C y un mínimo de julio de 7,4 °C. Tiene un promedio de 345 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 0 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 12 meses. Registra anualmente 1.502 días grado y 129 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 374 mm y un período seco de 8 meses, con un déficit hídrico de 900 mm/año. El período húmedo dura 3 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 69 mm.
•      5-13-1 Templado cálido supratermal con régimen de humedad semi árido (Csb2Sa) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 26,2 °C y un mínimo de julio de 5,4 °C. Tiene un promedio de 339 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 5 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 12 meses. Registra anualmente 1.580 días grado y 399 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 354 mm y un período seco de 8 meses, con un déficit hídrico de 983 mm/año. El período húmedo dura 2 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 39 mm.
•      5-6-2 Templado cálido supratermal con régimen de humedad semi árido (Csb2Sa) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 30,1 °C y un mínimo de julio de 5,3 °C. Tiene un promedio de 273 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 5 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 9 meses. Registra anualmente 1.840 días grado y 448 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 483 mm y un período seco de 8 meses, con un déficit hídrico de 1.087 mm/año. El período húmedo dura 3 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 95 mm.
•      13-1 Templado cálido supratermal con régimen de humedad semi árido (Csb2Sa) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 29,5 °C y un mínimo de julio de 4,6 °C. Tiene un promedio de 261 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 9 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 11 meses. Registra anualmente 1.831 días grado y 563 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 407 mm y un período seco de 8 meses, con un déficit hídrico de 1.098 mm/año. El período húmedo dura 2 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 62 mm.
•      13-2 Templado cálido supratermal con régimen de humedad semi árido (Csb2Sa) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 30,4 °C y un mínimo de julio de 3,8 °C. Tiene un promedio de 241 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 16 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 11 meses. Registra anualmente 1.919 días grado y 673 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 371 mm y un período seco de 8 meses, con un déficit hídrico de 1.150 mm/año. El período húmedo dura 2 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 48 mm.
•      5-13-2 Templado cálido supratermal con régimen de humedad semi árido (Csb2Sa) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 30,2 °C y un mínimo de julio de 4,8 °C. Tiene un promedio de 269 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 8 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 12 meses. Registra anualmente 1.978 días grado y 464 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 351 mm y un período seco de 8 meses, con un déficit hídrico de 1.163 mm/año. El período húmedo dura 2 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 50 mm.
•      5-13-3 Estepa interior con régimen de humedad árido (BSAr) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 31,3 °C y un mínimo de julio de 3,3 °C. Tiene un promedio de 249 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 21 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 12 meses. Registra anualmente 2.066 días grado y 689 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 259 mm y un período seco de 9 meses, con un déficit hídrico de 1.286 mm/año. El período húmedo dura 1 mes durante los cuales se produce un excedente hídrico de 11 mm.
•      4-7-1 Templado cálido supratermal con régimen de humedad semi árido (Csb2Sa) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 27,5 °C y un mínimo de julio de 3,3 °C. Tiene un promedio de 191 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 25 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 9 meses. Registra anualmente 1.387 días grado y 968 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 652 mm y un período seco de 7 meses, con un déficit hídrico de 1.098 mm/año. El período húmedo dura 4 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 183 mm.
•      4-7-2 Tundra (ET) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero de 13,9 °C y un mínimo de julio de -3,9 °C. Tiene un promedio de 0 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 291 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 0 meses. Registra anualmente 135 días grado y 1.800 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 747 mm y un período seco de 7 meses, con un déficit hídrico de 953 mm/año. El período húmedo dura 4 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 285 mm.
•      4-6-1 Polar (EH) con temperaturas que oscilan entre un máximo de enero dede 4,9 °C y un mínimo de julio de -10 °C. Tiene un promedio de 0 días consecutivos libres de heladas. En el año se registra un promedio de 365 heladas. El período de temperaturas favorables a la actividad vegetativa dura 0 meses. Registra anualmente 0 días grado y 1.800 horas de frío acumuladas hasta el 31 de Julio. La precipitación media anual es de 977 mm y un período seco de 6 meses, con un déficit hídrico de 652 mm/año. El período húmedo dura 4 meses durante los cuales se produce un excedente hídrico de 483 mm.

Climogramas de la cuenca.

Los diagramas Walter Lieth muestran con un área azul los periodos en que las precipitaciones sobrepasan la cantidad de agua que el calor del sol evapora en el mismo lapso de tiempo, (un promedio de 10 °C mensuales evaporan 20 mm de agua caída) dejando un clima húmedo. Por el contrario, las zonas amarillas indican que durante ese tiempo el agua caída puede ser evaporada por el calor del sol. El área gris señala meses muy húmedos.

Esta región constituye el principal centro económico, con más del 45% del producto interno bruto de Chile.^[6]​^: 19

La cuenca tiene 246.447 Ha de terreno agrícola y 22.916 Ha de rotación cultivo en pradera. Existen varios canales de riego construidos para desviar aguas desde cauces mayores a zonas secas. Entre ellos están el Canal Mallarauco, el Canal San Carlos, el Canal La Punta, etc.

Toda la cuenca se inserta en el área de abastecimiento del Sistema Interconectado Central (SIC) de Chile y cuenta con 10 centrales hidroeléctricas.

Se ha proyectado la construcción de varias centrales en el sector cordillerano del río.^[13]​

Su cercanía a centros densamente poblados ha promovido su uso como lugar de esparcimiento y recreación. Las orillas del río principal en San José de Maipo ofrecen restaurantes, lugares para pícnic, lugares para acampar, pensiones, senderos para caminatas, balsismo y otras actividades.

Varios centros de esquí ofrecen sus servicios en las altas cumbres nevadas de la cuenca del Maipo:

• El Colorado (Chile)
• Farellones
• La Parva
• Lagunillas (centro de esquí)
• Portillo (Chile)
• Valle Nevado

En un informe de la Universidad de Chile sobre la situación de los ríos de Chile en 1999 se reporta que:^[14]​^: 86

Las principales fuentes de contaminación de cuencas en Río Maipo-Estero Arrayán en la Montosa son la descarga de aguas servidas, de riles de las industrias de la celulosa y textil, de las diversas actividades asociadas a la minería, y las de las industrias química, electrometalúrgica y de la curtiembre.

Aguas servidas

En el año 2004 estaban en funcionamiento 2 plantas de tratamiento de aguas servidas:^[6]​^: 38

• La Farfana, cuya construcción tuvo un costo de US$ 315 millones, limpiaba el 50% de las aguas servidas de la ciudad de Santiago con una capacidad de 8,8 m³/s
• El Trébol, con un costo de US$150 millones, limpiaba el 25% de las aguas servidas de la capital y tenía una capacidad de 4,4 m³/s

Para el año 2009 se esperaba haber construido otras 13 plantas purificadoras con una inversión total de US$780 millones y descontaminar el 100% de las aguas servidas.

Residuos industriales

Las Áreas bajo Protección Oficial pertenecientes al Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas por el Estado (SNASPE) que se emplazan en la cuenca corresponden a:^[6]​^: 24

• Reserva Nacional Río Clarillo
• Monumento Natural El Morado
• Reserva Nacional Roblería del Cobre de Loncha

Otros sitios de interés complementarios al SNASPE, “Santuarios de la Naturaleza”, son:

• Cascada de las Animas
• Fundo Yerba Loca
• Predio Los Nogales
• Cerro El Roble

El Ministerio del Medio Ambiente de Chile, en cumplimiento de las obligaciones que le impone la Ley Sobre Bases Generales del Medio Ambiente, estableció las normas secundarias de calidad ambiental^{[notas 2]}​ (en adelante NSCA) para la cuenca del río Maipo.

El texto de la ley promulgada el 2 de marzo de 2015, con los límites exigidos, lugares y frecuencias de medición, etc, puede ser vista en línea desde NSCA para la cuenca del río Maipo. El Programa de Medición y Control de la Calidad Ambiental del Agua respectivo fue promulgado en el Diario Oficial de Chile el martes 13 de marzo de 2018.^[16]​

La promulgación de estas normas para la cuenca constituye la culminación de un largo proceso en que inciden aspectos legales, comunitarios, económicos, ecológicos, de infraestructura y científicos. La metodología usada, para el caso de la cuenca del río Huasco puede ser vista en Norma Secundaria de Calidad Ambiental para las aguas superficiales de la cuenca del río Huasco.

• Anexo:Cuerpos de agua de la Región Metropolitana de Santiago

• Niemeyer F., Hans. Hoyas hidrográficas de Chile, Región Metropolitana. Santiago de Chile: Ministerio de Obras Públicas (Chile), Dirección General de Aguas. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2014. Consultado el 27 de mayo de 2019. 
• Dirección General de Aguas (2004). Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivos de calidad. Cuenca del río Maipo.. Santiago de Chile: Ministerio de Obras Públicas (Chile). Archivado desde el original el 10 de abril de 2019. 
• Sistema de información y monitoreo de biodiversidad. Cuenca del río Maipo. Santiago de Chile. 
• Dirección General de Aguas (2014-cart). Anexo cartográfico nuevo inventario (DARH) SDT 356. Chile. Archivado desde el original el 27 de noviembre de 2023. 
• Ministerio de Obras Públicas de Chile, Dirección General de Aguas (2014). Informe técnico: Inventario de cuencas, subcuencas y subsubcuencas de Chile], División de Estudios y Planificación, SDT N° 364. Santiago de Chile. Archivado desde el original el 30 de marzo de 2019.