深圳河和深圳湾流域简称为深圳河湾流域，它位于珠江口东侧。流域范围东起梧桐山，西至珠江东岸，北靠牛尾岭、鸡公山、羊台山脉，南临深圳湾，经深圳河及其支流莲塘河与香港新界毗邻。
流域跨越的行政区包括经济特区所辖的罗湖区、福田区、南山区的全部及特区外的龙岗布吉镇的东部片区、平湖镇的白泥坑、良安田地区，总面积348.56平方公里。
流域范围内地势东北高西南低，沿海地势平坦。流域范围内的深圳河为东西走向，其余各河均为自北向南流向深圳河和深圳湾。深圳河的一级支流有5条，由上游至下游分别为：莲塘河、沙湾河、布吉河、福田河、皇岗河。深圳湾内水系主要有新洲河、凤塘河、小沙河及大沙河，各河道基本由北向南流入深圳湾。深圳河湾流域是全市建设得最早，最成熟的地区。