Visu zemes virsmas laukumu, kas novada ūdeni noteiktā upē vai tās pietekās, sauc par upes baseinu. Upes baseinu var uzskatīt par milzīgu bļodu vai baseinu. Smaguma spēks visu ūdeni, kas nonāk bļodā, nospiež uz leju no sāniem un uz zemāko punktu bļodā. Bļodas apakšā no bļodas malām notecinātais ūdens savāc un veido vienotu ūdenstilpni. Upes baseinā liela daļa ūdens, kas izplūst no zemes, nonāk upē, bieži vien pa līčiem un strautiem.
Krīti un straumes, kas ietek upē, ir pazīstamas kā pietekas. Tie visi kopā veido upi, kas ieplūst lielākā ūdenstilpē, piemēram, citā upē, ezerā, līcī vai okeānā. Upes baseinu veido visa zeme, ko nosusina upe un tās pietekas. Lietus, kas nokrīt uz zemes, kas veido upes baseinu, savāc un aizplūst uz konkrētā zemes gabala zemāko punktu.
Apkaimes, meži, kalni un pilsētas var atrasties upes baseinā. Kad līst lietus un zeme vairs nespēj absorbēt lietus ūdeni, tā veido mazas straumītes, kas pēc tam aizplūst lielākās ūdenstilpēs, piemēram, strautos, upēs un ezeros. Visas piesārņojošās vielas un jebkas cits, kas varētu būt uz zemes un ko var pārnest ūdens, var tikt ieskaloti upē un galu galā izplūst jūrā.
Ūdensšķirtnes nedaudz atšķiras no upju baseiniem. Ūdensšķirtne ir neliela upes baseina daļa un var ieplūst tikai noteiktā ūdenstilpē. Upes baseina robežās var pastāvēt liels skaits ūdensšķirtņu.
Visas dzīvās un nedzīvās būtnes upes baseina ekosistēmā ir saistītas viena ar otru. Ja tiek traucēta viena upes baseina daļa, kaut kādā veidā tiek ietekmēta visa ekosistēma. Šis savstarpēji atkarīgais līdzsvars ir jāsaglabā, lai saglabātu visas upes baseina ekosistēmas un tās iedzīvotāju līdzsvaru.
Unikālā upes baseina topogrāfija padara katru unikālu. Piemēram, dažus veido augstas granīta sienas un stāvi pakalni vai kalni. Šis stāvais un kalnains reljefs var likt upei ātri plūst pāri daudziem akmeņiem un ap asiem līkumiem, radot daudz kuļojošu baltūdens krāču. Turpretim citos upju baseinos ir salīdzinoši līdzena zeme. Piemēram, Misisipi upes baseina topogrāfija ļauj tās ūdeņiem plūst vienmērīgi un mierīgi, izliekoties pāri lieliem zemes plašumiem.