Fırat’tan sonra, Türkiye’nin ikinci büyük havzası, İç Anadolu’nun doğu bölümünde yer alır. Ülke topraklarının yaklaşık % 11’ini kaplayan havzanın geniş bölümü tepelik alan görünümündeyken yalnızca kuzey ve doğu kesimleri dağlıktır.

Havza, Kızılırmak ve kollarına katılan akarsuların su toplama alanlarını kapsamına alır. Su toplama alanı 78180 km2 yıllık su hacmi ise 5,5 milyar m3 olan Kızılırmak havzasının 3.528.800 hektarlık bölümü ovalık alan niteliğindedir. Kızılırmak havzasında genellikle değişik yaşta külteler yayılmıştır. Başkalaşım kayaçlarının da görüldüğü havzadaki tortullar arasında kireçtaşı, kil, marn ve jips yer almıştır. Kızılırmak havzasının kıyı kesimlerinde deniz, iç kesimlerinde ise karasal iklim özellikleri egemendir. En az yağış alan kesim havzanın çukurluk olan orta kesimleridir. Havzanın bu kesimlerinde yıllık yağış ortalaması 300-400 mm arasında.değişmektedir. Kızılırmak havzasının güneybatısını oluşturan Kayseri, endüstrinin en çok yoğunlaştığı illerden biri ve havzanın en kalabalık yerleşim merkezidir.