É a maior bacia localizada inteiramente em território brasileiro, com 813.674,1 km². Seus principais rios são o Tocantins e o Araguaia. O rio Tocantins, com 2.640 km de extensão, nasce em Goiás e desemboca na foz do Amazonas. Possui 2.200 km navegáveis (Entre as cidades de Peixe-GO e Belém-PA) e parte de seu potencial hidrelétrico é aproveitado pela usina de Tucuruí, no Pará - a 2ª maior do país e uma das cinco maiores do mundo. O Rio Araguaia nasce em Mato Grosso, na fronteira com Goiás e une-se ao Tocantins no extremo norte do estado de Tocantins. A construção da Hidrovia Araguaia-Tocantins, tem sido questionada pelas ONGs (Organizações Não-Governamentais) em razão dos impactos ambientais que ela pode provocar, cortando dez (10) áreas de preservação ambiental e 35 (trinta e cinco) áreas indígenas, afetando uma população de 10 mil índios.