حوضه‌ي آبخيز درياچه‌ي نمک – يعني محدوده‌ي مورد مطالعه در طرح ملّي نگارنده - يکی از 37 حوضه‌ي اصلی کشور در تقسيمات طرح جامع آب (جاماب، 1369) با کد (1-7) است که با گستره¬ای به وسعت 9278725 هکتار (اندکی کمتر از مساحت سه استان آذربايجان شرقی، غربی و اردبيل) در غرب حوضه‌ي مرکزی واقع شده و مختصات دقيق جغرافيايي آن عبارت است از: 48 درجه و 8 دقيقه تا 52 درجه و 25 دقيقه‌ي طول شرقی و 33 درجه و صفر دقيقه تا 36 درجه و 30 دقيقه‌ي عرض شمالی از آن خود کرده است. به ديگر سخن، امتداد شرقی غربی محدوده‌ي مورد مطالعه، کمتر از يک درجه يا دقيقاً تنها 47 دقيقه کشيده‌تر از راستای شمالی جنوبی آن است. از اين رو، حوضه‌ي آبخيز درياچه‌ي نمک شکلی نزديک به دايره داشته و در نتيجه، انتظار می‌رود که ضريب گراوليوس حوضه به يک نزديک باشد.
    شايان ذکر آنکه نخستين شناسه‌ي قلمرويي که محدوده‌ي مورد مطالعه را در خود جای داده (نيمه‌ي جنوبي منطقه‌ي معتدله موسوم به منطقه‌ي پرفشارِ مجاور حاره)، غلبه‌ي خشکی بر رطوبت و گرما بر سرما است؛ بدين معنی که اگر در ناحيه‌ای از اين قلمرو  با آب و هوايي سرد يا نه چندان خشک مواجه شويم، علّت را نه در عرض بالای جغرافيايي که در ويژگی پيکری و ارتفاع بالای عرصه‌ي مورد بحث يا نزديکی به دريا بايد جستجو کرد. بيشينه و کمينه‌ي ارتفاع حوضه به ترتيب عبارتند از 4375 متر (جاجرود) و 800 متر (کف درياچه‌ي نمک). همچنين حوضه‌ي مورد مطالعه از سه جهتِ شمال (کوه‌های البرز و رودبار)، غرب (زاگرس) و جنوب (کوه کرکس) در محاصره‌ي نواحی کوهستانی اغلب مرتفع بوده و تنها در ضلع خاوری آن، مناطق پست کوير مرکزی قرار دارد.
    سه زون عمده‌ي زمين‌شناسي حوضه‌ي آبخيز درياچه‌ي نمك عبارتند از: البرز مركزي در شمال، ايران مركزي در مركز و زون سنندج - سيرجان در جنوب. بخشي از ارتفاعات البرز مركزي، ايران مركزي و زاگرس در اين حوضه قرار دارد. بررسي رسوب معلق ويژه در اين حوضه نشان داد كه طيف تغييرات آن از 50 تا 600 تن در كيلومتر مربع در سال متغير است و بيشترين درصد از پراكندگي رسوب معلق در رده‌هاي زير 250 تن در كيلومتر مربع در سال مشاهده می‌شود. در مجموع، مهمترين سازندهاي فراهم‌كننده‌ي رسوب در حوضه‌ي آبخيز درياچه‌ي نمك را سازندهاي مارني قم، شيلي و مارني قرمز فوقاني در سنوزوئيك، شيل‌ها و اسليت‌هاي ژوراسيك در مزوزوئيك تشکيل می‌دهند.
پايتخت کشور، تهران و 4 مرکز استان شامل شهرهای همدان، قزوين، اراک و قم، همچنين شهرهای مهمی از استان اصفهان (کاشان و گلپايگان) و زنجان (ابهر) و نيز مناطق کوچکی از استان‌های مازندران، سمنان و لرستان، جملگی در منطقه‌ي مورد مطالعه جای گرفته‌اند.
   در ارتباط با منشاء و چگونگی شکل‌گيری درياچه‌ي نمک قابل ذکر است که بعد از آخرين فاز كوهزايي (پاسادنين) كه رسوبات پليو - پليستوسن چين خورده‌اند، رسوبگذاري در درياچه‌ي  نمك آغاز شده است. رسوبات درياچه به دو چين‌خوردگي و به صورت تقريباً افقي مشخص شده‌اند. پيش از آخرين فاز كوهزايي، رسوبگذاري در اين منطقه يكسان نبوده ودر نقاط مختلف با يكديگر تفاوت داشته است. در شمال رسوبات ريزدانه و نمك‌ها روي سازند قرمز بالايي قرار دارند، در جنوب رسوبات روي آندزيت‌ها و تشكيلات اوليگوميوسن (قم) قرار داشته و در غرب درياچه، رسوبگذاري از روي توف‌ها آغاز شده است. كمينه‌ي ضخامت رسوب در بخش جنوب روي آندزيت‌ها (ائوسن) و تشكيلات قم حدود 20 متر بوده و حفاري‌هاي شركت نفت نشان داده است كه بيشينه‌ي آن در غرب روي توف‌ها تا 350 متر می‌رسد. اين درياچه تكتونيكي بوده و توسط گسله‌هايي از هر طرف محدود شده است. عدم پي‌سنگِ Basement)) يكسان و فرونشست‌هاي متفاوت در بخش‌هاي مختلف درياچه، سبب ايجاد ضخامت‌هاي متفاوتي از رسوبات نيز شده است. به طور کلی و بر پايه‌ي شواهد موجود به نظر می‌رسد که درياچه‌ي نمك، حوض سلطان و حوضه‌ي جنوب مرنجاب در مجموع يك واحد بزرگتري را تشكيل مي‌داده‌اند كه خود بخشي از حوضه‌ي بزرگ نئوژن در ايران مركزي بوده است. سپس در اثر فرآيندهای تكتونيكي، حوض سلطان از درياچه‌ي نمك جدا شده و به دو حوضه‌ي مستقل تقسيم شده كه البته توسط يك كانال طبيعی کماکان به يکديگر مرتبط بودند؛ امّا به تدريج اين ارتباط كاهش يافت و فقط محدود به فصول مرطوب سال شد. شايان ذکر آنکه در حال حاضر نيز ارتباط درياچه‌ي نمك با حوض سلطان فقط در فصل بارندگي توسط اين كانال برقرار مي‌شود.