El río Madeira propiamente dicho transcurre casi íntegramente en territorio brasileño, por los estados de Rondonia y Amazonas, siendo en un pequeño tramo la fronte internacional con Bolivia. Su enorme cuenca de 1.420.000 km² comprende parte de Brasil, Bolivia y Perú y le proporciona un caudal de unos 32.000 m³/s, dos veces más que el del rio Misisipi o el Ganges. La superficie total de la cuenca es de 87.990 km², más que Francia e Italia juntas. Solamente en Bolivia, más de 250 ríos desembocan en el Madeira, drenando un área de 714.415 km².