הירקון, כמו כל הנחלים, הוא יציר הטבע פרי אלפי שנות גשמים וזרימות שחתרו אפיקי זרימה בדרכם לבסיס הניקוז, הים.
הירקון מהווה יחידה הידרולוגית מוגדרת, שהתהליכים בו הם דינמיים, נמשכים גם היום, ולעולם לא יפסקו. ההבדל הוא שהיום אנו רואים את הנחל "תוך כדי" ומבינים שמעשינו מהווים התערבות המשפיעה על התהליך ועלינו, לרוב באופן שלילי.
נחל הירקון מנקז אזור המשתרע מקו פרשת המים הארצית בהרי יהודה והשומרון ועד לים התיכון, שטח של כ – 1800 קמ"ר. יובלי הנחל, ערוצי הניקוז, יוצאים רובם בהר ועוברים בשפלה ובמישור החוף. השטח המישורי הוא כ- 25% מכלל אגן ההיקוות, השטח המנוקז על ידי מערכת היובלים, והוא כולל פעילות אנושית אינטנסיבית של חקלאות, התיישבות ופעילויות נגזרות. מבחינת כמויות המים הזורמים בירקון, הוא במקום השני, אחרי הירדן. מבחינת שטח אגן, הירקון נמצא במקום שלישי אחרי הנחלים בשור וירדן.
אגן ההיקוות מחולק לשני תת-אגנים: ירקון ואילון. שניהם מנקזים שטח דומה, כ- 900 קמ"ר כל אחד. היובלים העיקריים של תת-אגן הירקון הם: קנה, רבה ושילה. היובלים העיקריים של תת-אגן אילון הם: בית-עריף ונטוף.
הממוצע הרב-שנתי של הגשם באגן נא בין 600 מ"מ באזור המערבי ל – 500 מ"מ באזור המזרחי. הכמות המרבית נמדדה בתחנת בית-דגן, 1100 מ"מ, בחורף 1991-92, וההסתברות לכמות עונתית זו חושבה ל- 3%.