Le Loir prend sa source dans le sud-est du Perche en Eure-et-Loir, près de Saint-Eman, en amont d’Illiers-Combraye et au sud-ouest de Chartres à une altitude de 170 m. Après un écoulement ouest-est sur un tronçon relativement court, le Loir suit une orientation nord-est/sud-ouest qu’il ne quitte plus jusqu’à sa confluence avec la Sarthe. Le linéaire total du Loir est de 320 km et sa pente moyenne assez faible est de l’ordre de 0,5%.

Les principaux affluents du Loir sont les suivants :

  • les rivières du Perche : Ozanne, Thironne, Foussarde, Yerre et Egvonne
  • les apports Beaucerons : Conie et Aigre
  • la Braye ;
  • les apports aval de rive gauche : la Fare, le Long, la Dême et l’Escotais
  • les apports aval de rive droite : la Veuve et l’Aune

On dénombre par ailleurs sur le bassin du Loir huit aquifères souterrains correspondant aux masses d’eau souterraines DCE. Les principales nappes sont celles du Cénomanien, du Séno-turonien et de la nappe de Beauce.

Le SAGE du bassin versant du Loir présente la particularité de se superposer sur 21 % de sa superficie avec le SAGE Nappe de Beauce traitant spécifiquement de cette ressource.