Il bacino imbrifero del lago Maggiore si estende su un'area complessiva di 6598 km², di cui 3229 km² ricadono in territorio italiano e 3369 km² in territorio svizzero. La superficie dello specchio lacuale, che occupa la posizione centro-meridionale dell'areale di drenaggio, ha un’estensione pari a circa 210 km²: pertanto ad ogni centimetro di variazione del livello del lago corrisponde un volume di 2.1 milioni di m3. Il reticolo idrografico del bacino è caratterizzato dalla presenza di quattro importanti tributari, che insieme drenano una superficie di 5070 km², cioè circa il 77% dell'intero areale: Ticino (1616 km²), Toce (1774 km²), Maggia (926 km²) e Tresa (754 km²).
All'interno del bacino idrografico sono presenti numerosi altri specchi lacustri: tra quelli naturali, nove presentano un'estensione superiore a 0.5 km² (Lugano, Orta, Varese, Mergozzo, Comabbio, Monate, Biandronno, Ritom e Piano); ma ben più importanti sono gli invasi artificiali, costruiti prevalentemente per la produzione di energia elettrica, che presentano una capacità utile che supera i 600 milioni di metri cubi. L’importanza di tali bacini risiede nel fatto che la loro capacità complessiva di invaso corrisponde, qualora essi rilasciassero contemporaneamente tutta l'acqua immagazzinata, e si chiudesse il Ticino emissario, all'innalzamento del livello del lago Maggiore di oltre 2.5 metri.
Il regime pluviometrico (sub-litoraneo alpino, con minimo assoluto invernale e massimi in autunno ed estate) del bacino imbrifero è caratterizzato da una elevata piovosità, tanto che l'area in esame si configura come quella che presenta la massima altezza media annua di pioggia dell'intero bacino del Po, e cioè oltre 2000 mm nella zona tra il Maggiore ed il Toce, fino allo spartiacque nella zona del S. Gottardo. In quest'area particolarmente abbondanti sono le precipitazioni nel semestre irriguo (da aprile a settembre): valori oltre i 1000 mm comprendono aree di ampiezza notevole, specie alle quote medie. Le fasce più elevate del bacino del Ticino immissario e la maggior parte del Canton Ticino hanno invece una piovosità minore (fra i 700 ed i 1000 mm). Particolarmente elevati sono anche i deflussi, ad evidenziare un elevato grado di impermeabilità del bacino, fra i maggiori di tutti i grandi laghi prealpini.
Nel primo cinquantennio di regolazione (1943-1992), il valore medio della portata che è tansitata attraverso lo sbarramento della Miorina è di 279 m3/s, corrispondenti ad un deflusso medio annuo di circa 8.8 miliardi di metri cubi.
Il massimo livello osservato all’idrometro di Sesto Calende dall’inizio della regolazione è di +4.62 m, pari a 197.63 m slm, il giorno 17 ottobre 2000. Ad esso corrisponde una portata di 2653 m3/s.
Il valore minimo osservato è di -0.65 m, pari a 192.366 m slm, verificatosi in data 4 febbraio 1947; in queste condizioni la portata uscente dal lago, che può essere calcolata solo approssimativamente dalla scala di deflusso, risulterebbe, in base alle osservazioni sulle prese irrigue attive, pari a circa 70 m3/s.
