Situé sur le bassin hydrographique Artois-Picardie, le bassin versant de la Sensée d’une superficie de 857 km2 et comptant environ   107 000 habitants, est placé à cheval sur deux départements : celui du Nord (25.8 % du bassin versant) et celui du Pas-de-Calais (74.2 %). Il s’inscrit dans un quadrilatère formé par les agglomérations d’Arras, Douai, Cambrai et Bapaume.

Le bassin versant compte 134 communes dont 97 dans le Pas-de-Calais et 37 dans le Nord. Ces communes sont regroupées en 4 communautés de communes, 3 communautés d’agglomération et une communauté urbaine.