[2]: 17 El cauce principal de la cuenca desemboca en el océano Pacífico tras cortar la cordillera de Talinay y, siguiendo el sentido de los punteros del reloj, limita al norte con varias cuencas costeras del ítem 044 cuencas costeras entre los ríos Elqui y Limarí, entre ellas del estero Culebrón, la quebrada Lagunillas, la quebrada Pachingo y el estero Tongoy.
[3]: 278 La "región del complejo montañoso andino-costero" o valles transversales, donde se ubica la hoya del río Limarí, son estribaciones andinas que alcanzan la cordillera de la Costa e interrumpen la depresión intermedia de Chile formando a su vez las cuencas de los ríos Elqui, Limarí, Choapa, Quilimarí, Petorca, La Ligua y finalmente la cuenca del río Aconcagua.
Ovalle es la ciudad ubicada en la cuenca, es capital de la provincia Limarí.
[9] Sin embargo, existe el humedal de la desembocadura del río Limarí.
Por el contrario, las zonas amarillas indican que durante ese tiempo el agua caída puede ser evaporada por el calor del sol.
La economía del valle del río Limarí se basa principalmente en la agricultura (viñas para la elaboración de vino y pisco chileno, aceitunas, paltas, alcachofas, etc.) y también en la cría de cabras.
Para tener una aproximación a nivel de cuenca (casos locales no están reflejados) del consumo comparado con la disponibilidad de agua, se define como: Siguiendo intrincadas definiciones del consumo y la demanda que consideran aguas superficiales, subterráneas, flujos mínimos de sustentabilidad, y consumos que no son devueltos al cauce original, todo ello según normas de organizaciones internacionales, se han clasificado los resultados en cuatro casos:[12]: 29 [13]: 32 Aplicada esta clasificación a la cuenca del río Limarí, el estudio estima una brecha hídrica alta con un uso del 87 % del agua disponible.