Es una de las principales cuencas hidrográficas de la costa norte peruana por el volumen y regularidad de su caudal. Esta condición es resultado de la regulación que brindan los glaciares tropicales más extensos del mundo. Esta condición esta amenazada por el retroceso de los glaciares como consecuencia del calentamiento global y otros procesos ambientales. La conservación de los ecosistemas de la puna húmeda que también regulan el ciclo hídrico de esta cuenca cobran por ello cada vez mayor importancia.
La naciente del Ro Santa es la laguna Macar ubicada a 4 200 msnm, bajo el glaciar del mismo nombre en el extremo sureste del Parque Nacional Huascarán. Junto con las lagunas de Aguascocha y Yanacocha estas lagunas alimentan al Río Tuco que confluye en la naciente del Río Santa a 50 metros del cauce madre debajo de Conococha (4 080 msnm).
Veintiuno de los veintitrés ríos tributarios del río Santa provienen de la Cordillera Blanca y dos de la Cordillera Negra. La regularidad del flujo proviene tanto de estos glaciares como de las extensas punas y humedales que también retienen y regulan el ciclo del agua en la cuenca. Entre los años 1970 y 2003 el área de los glaciares en la Cordillera Blanca disminuyó de 723,37 km2 a 527,6 km2 (Zapata M., 2009), una pérdida de 22,4 %. La pérdida de glaciares aumenta la escorrentía, ocultando un problema serio de sostenibilidad del recurso hídrico. Por ejemplo, en la sub-cuenca de Querococha, el 58% del agua durante la estación seca proviene de pérdidas no renovables del glaciar Yanamarey (Mark, B. G. et al., 2010). Los investigadores estiman que dicho glaciar sobrevivirá solo diez años más.
El territorio de la cuenca comprende 12 200 km2. La cuenca comprende 60 distritos de la región Ancash. Los usuarios de la cuenca son aproximadamente 1’ 697,221 personas, de las cuales 806,749 son de Ancash y 890,472 de la Libertad, incluyendo a la ciudad de Trujillo (J. Hendrik 2008) Aunque este el río más caudaloso de la costa peruana (4 443 millones de metros cúbicos), durante los últimos 30 años su volumen ha estado en promedio por debajo del nivel crítico mínimo que se requiere para satisfacer la demanda (47 m3/seg) en la estación seca (junio a octubre) y se observa una disminución en las precipitación.
