La cuenca del río San Antonio se ubica entre los 64° 30' y 64° 52' Oeste y los 31° 24' y 31° 36' Sur, formando una zona de casi 500 km² sobre el faldeo oriental de las Sierras Grandes.
Ya como Río San Antonio, recibe el aporte del río El Cajón y atravesando la zona sur del valle de Punilla,[2] cruza las poblaciones de Cuesta Blanca, Tala Huasi, Icho Cruz, Mayu Sumaj y San Antonio de Arredondo, para llegar a la ciudad de Villa Carlos Paz, derramando su caudal en el lago San Roque.
La cuenca se ubica dentro de los sistemas hidrológicos típicos: posee fuertes pendientes, un final bien definido, clara divisoria de aguas, baja permeabilidad y altos índices de escorrentía.
[1] Geomorfológicamente el río San Antonio se ubica entre los ríos controlados por roca.
[1] El río obtiene el caudal máximo sobre la primavera y verano: en octubre el caudal normal es de 4.000 l/s, en noviembre el índice ascienda 6.000 l/s, 10.000 l/s en diciembre, durante enero ese número se suele superar.