Le bassin versant du Viaur couvre 1530 km², a peu près autant que l'Aveyron au niveau du confluent des deux cours d'eau.
Le réseau hydrographique de surface de ce bassin versant est riche de petits cours d'eau créant un chevelu hydrographique qui couvre tout le bassin. Ce trait est caractéristique des écoulements sur un socle imperméable : l'eau ruisselle rapidement après les précipitations.
Le réseau hydrographique du bassin versant s'organise autour de la rivière principale :
· Le Viaur (longueur 163 km )
Les principaux cours d'eau de l'amont vers l'aval sont :
· le Varayous en rive droite (longueur 11 km)
· le Vioulou en rive gauche (longueur 33,7 km dont 8.9 km correspondent à la retenue de Pareloup)
· la Nauze en rive droite (longueur 15.7 km)
· le Céor (longueur 49.2 km) et son affluent le Giffou (longueur 47.5 km) en rive gauche
· le Lieux du Viaur (ou Tieux) en rive droite (longueur 24.4 km)
· le Lézert (37.6 km) et ses affluents : Lieux de Villelongue (19.7km) et le Liort (18.4km) en rive droite
· le Jaoul (longueur 23.1 km) et son affluent le Vemhou (14.5 km) en rive droite
On recense ainsi dans le bassin du Viaur, 110 ruisseaux dont 98 de plus de 1,75 km représentant une longueur d'environ 550 km de rivière. Soit au total, un réseau hydrographique d'approximativement 970 km.

Principaux affluants du bassin
Un premier regroupement en 6 zones hydrographiques (unités principales) est proposé :
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Sous bassins |
Descriptif | Superficie (km²) |
| Viaur 1 | Bassin du Viaur de la source à la confluence avec le Vioulou | 239,74 |
| Viaur 2 | En continuité du Viaur 1 jusqu’à la confluence avec le Lézert (incluse le bassin versant de la Nauze et du Lieux du Viaur) | 334,44 |
| Viaur 3 | De la confluence avec le Lézert jusqu’à la confluence avec l’Aveyron (incluse le bassin versant du Jaoul et du Vernhou) | 209,54 |
| Vioulou | Rive gauche du Viaur, comprend l’ensemble du bassin versant du Vioulou (incluant le Lac de Pareloup) | 192,80 |
| Céor - Griffou | Rive gauche du Viaur ; comprend les bassins versants du Céor et du Giffou | 362,22 |
| Lézert | Rive droite du Viaur, comprend le bassin versant du Lézert | 222,61 |
Cependant, afin de réaliser une analyse hydrologique plus fine, 30 zones hydrographiques correspondant à des portions de sous bassins versant de 50 à 100 km² ont été distinguées.

L'histoire géologique montre comment des roches anciennes datant du Précambrien au Cambrien (entre 650 et 500 millions d'années) ont pu être amenées à se trouver plissées, chauffées et pratiquement fondues avant de se retrouver empilées en copeaux tectoniques (nappes de charriage) au cours de la formation de la chaîne hercynienne (300 à 200 millions d'années). Dans cet ensemble, des sous zones géologiquement homogènes peuvent être identifiées en fonction de la lithologie (nature des roches).
Pendant que dans les contrées voisines (Quercy et Grands Causses) la mer accumulait des dépôts marins au Secondaire puis continentaux au Tertiaire (Albigeois), les paysages du Viaur se structuraient sur la base de ces reliefs hérités.
Trois surfaces d'aplanissement différentes ont été identifiées :
- au Nord Ouest et à l'Ouest on trouve une haute surface primaire directement héritée de l'histoire hercynienne
- à l'Est une surface datant du début du Secondaire
- au Sud une surface datant du Tertiaire
La haute surface court au nord entre Rieupeyroux et Barraqueville
sous la forme d'une dorsale Est - Ouest, qui forme la limite avec le
bassin versant de l'Aveyron. Cette dorsale est la bordure surélevée
d'un compartiment basculé au Sud qui correspond à la lèvre méridionale
de la faille limite du fossé Permien de Rodez (au Nord). Il en est de
même pour la bordure occidentale du bassin qui coïncide avec la limite
du massif de granite de Villefranche.
En ce qui concerne le Viaur moyen, des plaquages d'argile à graviers tertiaire définissent une surface emboîtée dans les hautes surfaces définies plus haut, surface largement ouverte sur le « Golfe tertiaire de l'Albigeois » au Sud et datant d'environ 50 millions d'années.
Enfin intervient l'incision généralisée du chevelu hydrographique qui atteint 250 m environ en un million d'années.

Il est à noter qu'aucun prélèvement de granulats en lit mineur n'est effectué sur les cours d'eaux du bassin versant.
Cependant, trois carrières ont été recensées sur le bassin versant :
- Commune d'Arvieu : exploitation de carrières de roches métamorphiques ou magmatiques (volcaniques et plutoniques)
- Commune de Comps La Grandville : exploitation d'une carrière de roches métamorphiques ou magmatiques (volcaniques et plutoniques)
- Commune de Pont de Salars : exploitation d'une carrière d'Ardoises.

Le Lévezou et le Ségala se présentent sous la forme de deux plates-formes à l'aspect de pénéplaines arrondies et aux vallons peu profonds. En fait de nombreux cours d'eau ont modifié le paysage à l'ère tertiaire en creusant dans le gneiss et les micaschistes de profondes vallées encaissées.
On a ainsi des gorges avec des versants aux pentes très fortes, supérieures à 40 % et atteignant même 70% dans la partie aval du Viaur.
Le relief présente un aspect compartimenté où les cours d'eau serpentent en alternance dans de petits bassins alluviaux et dans de profondes vallées encaissées.

Climatologie
Le Viaur est orienté d'Est en Ouest de Vezins de Lévezou à Bonnecombe ; il prend ensuite une orientation Sud puis contourne d'Est en Ouest la région naturelle du Ségala.
Les altitudes varient entre 400 et 800 m pour les parties occidentales et septentrionales du bassin et de 800 à 1200 m pour les parties orientales. Au relief vallonné de la région naturelle du Lévezou succèdent les plateaux allongés entaillés par de profondes vallées du Ségala.
Les conditions climatiques sont caractéristiques d'un climat à dominante océanique avec une influence montagnarde sur le Lévezou du fait de l'altitude :
La température moyenne est voisine de 12°C à l'Ouest (moyenne annuelle de 11,4°C à Quins) et s'abaisse en dessous de 9 °C à l'Est (moyenne annuelle de 8,8°C à Salles Curan). L'écart des températures et les risques de gelées sont croissants d'Ouest en Est.
A l'Est du bassin versant, sur toute la frange Nord, une crête sépare le bassin versant du Viaur et le bassin versant de l'Aveyron. Cette dorsale crée une barrière climatique et se trouve sensiblement plus arrosée que la partie Sud du bassin.
La géographie des précipitations, représenté sur la carte dressée par R. LAMBERT en 1984 fait apparaître un gradient marqué croissant d'Ouest en Est correspondant à l'effet de l'altitude et « promontoire » s'avançant vers l'Ouest, correspondant à la dorsale Rieupeyroux - Barraqueville (Les précipitations sont fortes, la moyenne annuelle est de 1000 à 1200 mm sur le Lévezou et 800 à 900 mm sur le Ségala).
Les bassins d'alimentation des cours d'eau les plus arrosés sont donc ceux du Viaur 1, du Vioulou et du haut Céor pour le Lévezou, et celui du Lézert pour le Ségala.
L'effet de barrière pluviométrique du Lévezou se traduit par un excédent pluviométrique du bassin versant au détriment du bassin du Tarn dans la région de Millau. C'est ainsi que le Viaur a une vocation naturelle à assurer le rôle de château d'eau.
Il faut noter la quasi absence de plaines alluviales dans la vallée rétrécie ainsi que la rareté des manteaux de colluvions sur les versants trop abrupts. Il n'y a en conséquence aucune « nappe d'accompagnement » qui cheminerait conjointement à la rivière sur le cours du Viaur.
Le bassin du Viaur est situé dans un domaine de roches de socle se trouvant pratiquement dépourvu de nappe phréatique. La seule ressource en eau souterraine provient de l'aquifère de fracturation qui stocke l'eau dans des réseaux de fissures et de zones broyées d'extension latérale relativement limitées.
Cette eau trouve des exutoires dans des sources dont la particularité remarquable est qu'elles se répartissent presque toutes en position altimétrique haute (la moyenne altimétrique des 80 sources captées recensées s'établit à 847 m).
Les surfaces « anciennes » des plateaux se trouvent accompagnées d'un aquifère de fracture significatif qui représente des ressources de peu d'intérêt en matière d'adduction d'eau, mais tout à fait susceptibles d'alimenter des fermes et de soulager les réseaux d'adduction.
En bilan global, le rôle capacitif de cet aquifère devient significatif au point de vue de l'alimentation de la rivière en période d'étiage. Il a été noté que les ressources correspondantes voient un tarissement rapide au niveau du haut Viaur en liaison avec la haute surface secondaire tandis que, à l'inverse, le cours de la rivière et de ses affluents est beaucoup mieux soutenu sur le moyen Viaur en liaison avec la surface d'aplanissement établie durant l'ère tertiaire. On attribue le maintien de cette réserve d'eau fissurale à la présence d'un manteau argilisé au niveau des plateaux.
Il apparaît ainsi que l'effet de château d'eau du Lévezou ainsi que le rôle régulateur attribué aux tourbières semble avoir été largement surestimé, tandis que le rôle de l'aquifère de fracturation a par contre été passé sous silence.
Le brutal enfoncement du réseau hydrographique naturel au Quaternaire a déconnecté la rivière des manteaux d'altération sur les plateaux et de l'aquifère de fracturation qui lui était associé. Aujourd'hui les relations ne peuvent plus s'effectuer que par l'intermédiaire des seules têtes des chevelus, dont l'entretien doit être assuré et la fonctionnalité préservée. Ce point devra rester présent à l'esprit des gestionnaires notamment en ce qui concerne le rôle des collinaires qui freinent la vidange de ces aquifères et le poids du captage des sources dans les bilans hydrologiques à l'étiage.
