En su cuenca se ha construido el embalse Santa Juana, el cual, además de proveer del agua necesaria a todo el sector meridional, también es la reserva acuática de la que se abastece la agricultura de valle que existe en este sector.

[2]​ Desde su nacimiento como tal, a más de 80 km casi en línea recta del litoral, hasta su desembocadura en la ciudad de Huasco, este río recorre cerca de 230 km en los que atraviesa ciudades como Vallenar y Freirina.

Sus principales afluentes son los ríos El Carmen y El Tránsito (anteriormente conocidos como “río de Los Españoles” y “río de Los Naturales”),[3]​ al sudeste y al noreste del Huasco, respectivamente; estos ríos se unen en La Junta del Carmen (a 90 km del océano Pacífico) en donde forman el Huasco, que posee una cuenca hidrográfica de cerca de 9.850 km² de extensión.

[4]​ En años normales, los recursos hídricos del río Huasco provienen exclusivamente de la alta cordillera andina.

El caudal del río (en un lugar fijo) varía en el tiempo, por lo que existen varias formas de representarlo.

Esto quiere decir que ese mes se han medido igual cantidad de caudales mayores que caudales menores a esa cantidad.

(2016) indica que la dinámica hidrológica de la cuenca del río El Huasco se altera durante los años de El Niño del ENSO y aumenta y extiende la precipitación en el área.