Tiene una superficie aproximada de 18.870 km², de las que 14.936 km² pertenecen a la propia cuenca del río Segura, y el resto a ramblas y ríos costeros de menor tamaño. Abarca territorio de cuatro comunidades autónomas, que son la Región de Murcia (prácticamente en su totalidad), la comunidad de Andalucía (provincias de Jaén, Granada y Almería), Castilla-La Mancha (provincia de Albacete) y la Comunidad Valenciana (provincia de Alicante), siendo administrada por la Confederación Hidrográfica del Segura, CHS.