A bacia do rio Paraíba do Sul se estende por territórios pertencentes a três estados da Região Sudeste: São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais.
A parte paulista da bacia está localizada entre as coordenadas 22o24' e 23o39' de latitude Sul e 44o10' e 46o26' de longitude Oeste, abrangendo uma área de drenagem de 13.605 km2.
O rio Paraíba do Sul é formado pela confluência dos rios Paraitinga e Paraibuna, que têm seus cursos orientados na direção Sudoeste, ao longo dos contrafortes interiores da Serra do Mar.
Após essa confluência, e já denominado Paraíba do Sul, o rio continua seu curso para Oeste, onde é barrado pela Serra da Mantiqueira, que o obriga a inverter completamente o rumo do seu curso, passando a correr para Nordeste e, depois, para Leste, até a sua foz no Oceano Atlântico.