El Organismo de Cuenca Noroeste, se divide en cinco subregiones de planeación: Río Sonoyta, Río Concepción, Río Sonora, Río Yaqui Mátape y Río Mayo, mismas que fueron determinadas por sus características hidrológicas particulares.

Políticamente, abarca los 72 municipios del Estado de Sonora y siete municipios centro-occidentales de Chihuahua.

La base administrativo-operativa del Organismo de Cuenca es la ciudad de Hermosillo.

La extensión territorial es de 205 291.0 km2, que representan el 10.5 por ciento de la superficie del país, lo cual hace del Organismo de Cuenca Noroeste el segundo más extenso, después del Organismo de Cuenca del Río Bravo. El 87.4 por ciento de la superficie pertenece al Estado de Sonora y solamente el 12.6 por ciento restante se encuentra en Chihuahua.

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