La Confederación Hidrográfica del Cantábrico, O.A. es responsable fundamentalmente de la gestión de las cuencas hidrográficas de los ríos que vierten al mar Cantábrico desde la cuenca del río Eo hasta la cuenca del Bidasoa y los afluentes pirenaicos que se adentran en Francia de los ríos Nive y Nivelle. No se incluyen en su territorio las cuencas internas del País Vasco

Las cuencas principales son las del Eo, Navia, Esva, Nalón, Sella, Villaviciosa, Deva, Nansa, Saja, Pas, Miera, Asón, Agüera, Cadagua, Nervión, Oria, Urumea y Bidasoa.

La Confederación Hidrográfica del Cantábrico, O.A. ejerce sus funciones en un ámbito territorial que comprende total o parcialmente las comunidades autónomas del Principado de Asturias, Cantabria, Castilla y León, Galicia, País Vasco y la Comunidad Foral de Navarra. En las cuencas intercomunitarias de la comunidad autónoma del País Vasco existe un convenio de colaboración por el que se encomienda a la Agencia Vasca del Agua la realización de diversas actividades en materia de dominio público hidráulico.

En virtud de la legislación en vigor, se entiende por demarcación hidrográfica la "zona terrestre y marina compuesta por una o varias cuencas hidrográficas vecinas y las aguas de transición, subterráneas y costeras asociadas a dichas cuencas". 

A diferencia de otros organismos de cuenca cuyo ámbito territorial se circunscribe a una sola demarcación hidrográfica de las definidas en el Real Decreto 29/2011, de 14 de enero, la Confederación Hidrográfica del Cantábrico, O.A. se extiende sobre dos demarcaciones: la del Cantábrico Occidental y la del Cantábrico Oriental.

La abrupta orografía de las cuencas cantábricas, su situación latitudinal y su orientación condicionan la existencia de unas características físicas, biológicas y socioeconómicas singulares, muy diferentes de las que existen en otras cuencas hidrográficas del territorio español.