Le gave d’Oloron appartient au bassin de l’Adour. Son bassin versant s’étend sur 2450 km2, principalement dans le département des Pyrénées Atlantiques et dans les Landes (pour les 2 communes le plus en aval).
Le gave d’Oloron naît à Oloron-Sainte-Marie de la confluence du gave d’Aspe et du gave d’Ossau. La confluence avec le Saison se situe à Autevielle-Saint-Martin-Bidere (vers Sauveterre-de-Béarn) et il est ensuite rejoint par le gave de Pau à l’amont de Peyrehorade (Landes) où ils forment les gaves réunis avant de se jeter dans l’Adour.
A ce jour, le périmètre sous gestion du syndicat ne couvre que 200 km2, ce qui représente un linéaire total de 75 km dont 30 km d’affluents, depuis Laàs à l’amont jusqu’à Leren à l’aval. Le bassin amont est actuellement sous la compétence du SMGOAO basé à Oloron-Sainte-Marie. L un de ses principaux affluents, le Saleys, est également géré par le SIGOM.