Diyarbakır'ın en büyük havzası, Diyarbakır Havzası olarak bilinir ve bu havza, Güneydoğu Toroslar ile Mardin-Midyat eşiği arasında yer alır. Havzanın merkezi kısımlarında yükselti 600-700 m civarında iken, kuzey ve kuzeydoğuya doğru gidildikçe yükselti değerleri artarak 1000 m'yi bulur. Havza, Dicle Nehri ve kolları tarafından sulanır.