La geología de la cuenca es el primer factor a considerar. De ella depende fundamentalmente la concentración y composición relativa de sales en el agua. En cuencas graníticas, como las que predominan en Galicia y el oeste peninsular, así como en algunas zonas de alta montaña, las aguas tienen una mineralización muy baja. En su composición relativa predominan los carbonatos y el calcio, pero a concentraciones muy bajas, por lo que se consideran aguas blandas. En cambio, la geología de la mayor parte del este peninsular está dominada por rocas carbonatadas que dan origen a aguas más mineralizadas y consideradas duras. En las zonas más áridas no son raros los depósitos de evaporitas, y las aguas que drenan estas cuencas son salinas, con concentraciones elevadas de sulfato o cloruro.
En una cuenca desnuda de vegetación, las características del agua dependen casi enteramente de las características geológicas y del relieve. La presencia de un ecosistema terrestre modifica drásticamente este esquema. En primer lugar, la vegetación protege a los suelos frente a la erosión , por lo que las aguas que drenan estas cuencas tienen pocos sólidos en suspensión, por consiguiente son poco turbias. La escorrentía superficial de las aguas de precipitación es menor, mientras que la escorrentía subsuperficial, por el suelo, gana en importancia. Además una proporción mayor del agua de precipitación es evapotranspirada por las plantas. En consecuencia, la retención de agua en las cuencas es mayor, y las lluvias torrenciales, ven suavizado su efecto en zonas bien forestadas.
