Prácticamente toda su extensión corresponde a la cuenca del río Salí, que nace en el norte con el nombre de río Tela, establece el limite con Salta y desde su confluencia con el Río Candelaria se denomina Salí.
Nace en un amplio valle interserrano e ingresa en la planicie recibiendo una multitud de afluentes por la margen derecha que recogen el escurrimiento de las abundantes precipitaciones orográficas que se producen en las laderas orientales de las montañas, por influencia de los vientos húmedos que llegan desde el Atlántico.

En sus 255 km. de recorrido, el Salí recolecta las aguas que le aportan los numerosos, caudalosos y violentos cursos, que recibe en su gran mayoría por margen derecho.
Su curso continúa en la provincia de Santiago del Estero, con el nombre de Dulce.
En su cuenca se han construido tres embalses para producir energía hidroeléctrica y controlar las crecientes estivales: el de El Cadillal de 1.400 has., el de Escaba y el de Los Quiroga, éste último en territorio santiagueño, si bien su lago se extiende hacia el sureste tucumano.

En el norte de la provincia, está la entrada principal al noroeste argentino, la puerta de Tucumán, por la que se abre paso el Río Talay afluente del río Salí y vía de desagüe de las sierras.
Este río como todos los del noroeste, es muy apto para ser embalsado, especialmente en las gargantas de las sierras.
La mayoría de los ríos que recorren esta subregión, tienen sus nacientes en los contrafuertes andinos y responden a un régimen pluvial estival.

El rumbo general del sistema Salí-Dulce es de noroeste a sudeste, pero el curso superior, en territorio tucumano, tiene una dirección preponderantemente norte–sur.

En contraste, la margen opuesta aparece casi desprovista de afluentes.
La causa fundamental de esta diferencia, son las precipitaciones abundantes sobre la ladera oriental de las cumbres de Sana Bárbara, Calchaquíes y Sierra del Aconquija, cabeceras de sus afluentes de margen derecha, ríos: Acequiones, Choromoro, Vipos, Tapia, Lules, Balderrama, Seco y Gastona.

Después de recibir al Balderrama, cambia su dirección hacia el sudeste, de ahí que los últimos mencionados aumenten su longitud hacia el sur.
Hasta el Embalse Río Hondo se desarrolla el curso superior del Río Salí, que constituye la base de la economía provincial, pues en su zona de influencia vive más del 90% de la población tucumana.
Otros cursos principales Ríos Chico y Marapa, de 180 km. de longitud desaguan también en aquél.