La Mauldre, rivière principale du bassin versant, prend sa source à la Fontaine des Pères, puit de l’ancien monastère de Saint-Rémy-l’Honoré, à une altitude de 135 m.
Elle s’écoule sur environ 35 km avant de confluer avec la Seine à la pointe de l’île de Rangiport, à Epône, à une altitude de 20 m. La pente moyenne de la Mauldre est de 3,3 ‰.
Le bassin versant compte six sous-bassins versants et vingt cinq cours d’eau dont les principaux sont les rus d’Elancourt, du Maldroit et de Gally en rive droite, les rus de la Guyonne et du Lieutel en rive gauche et la Mauldre.