集水區，也稱爲匯水區域、集水盆地或流域盆地，是指地表徑流或其他物質匯聚到一共同的出水口的過程中所流經的地表區域。它是一箇封閉的區域，包括對一河流或一湖泊供應水源的全部區域或地區。簡言之，集水區就是雨水匯合與集中排出的一箇地形單位，任一溪流或溝谷皆有其集水區，僅是大小不同而已。集水區是收集水的自然流域或人爲的集水設計、結構，計算集水區面積用於河谷、盆地、分水嶺在灌溉測算和洪災的防治方面，爲不可忽視的要素。
集水區既內地統稱的“集雨區”，也叫水源地，分爲直接集水區，指雨水可自然流入到指定點的區域；和間接集水區，指藉助外力或工程措施將雨水引入指定點的匯流區域。