Бассейн реки Енисей является крупной речной системой, впадающей в Северный Ледовитый океан. На реку Енисей приходится 630 км3 пресной воды в год, что составляет около 22% от общего объема пресной воды, поступающей в океан.
Бассейн реки Енисей находится в основном в России, за исключением небольшой южной части, принадлежащей Монголии. Сток пресной воды из северных рек полярных регионов играет важную роль в регулировании циркуляции Мирового океана. Река Енисей является также границей между Западно-Сибирской равниной и Центрально-Сибирским нагорьем.
Большая часть территории бассейна реки Енисей расположена в горных районах и на плато. На северные равнины Енисея и низменности приходится 9,95% площади бассейна, средний бассейн Центрально-Сибирское нагорье, а горы Саян и Танну-Ола расположены на юге бассейна. Верхние течения Енисея находятся глубоко в долине, а долина среднего течения меняется в широких пределах от гор Саян и Танну-Ола. Река ловит воду через Центрально-Сибирское нагорье и стекает вниз по течению.
Слияния Большого и Малого Енисея вблизи города Кызыл считается географическим центром Азии. Длина Енисея превышает длину Дуная (2857 км), Миссисипи (3770 км) и Инда (3180 км). По площади бассейна среди всех рек мира Енисей занимает седьмое место. Номинальная граница между Западной Сибирью и Восточной Сибирью проходит по Енисею.
Енисейский пласт пересекает магматические породы подвалов и в верхнем течении заполняет два крупных водохранилища, а в нижнем течении протекает через Западно-Сибирскую равнину в районах вечной мерзлоты. Вдоль берегов тайга постепенно вытесняется лесотундрой. Сток пресной воды в Карское море носит высоко сезонный характер, при этом основной сток происходит весной и летом, часть его приходится на Карское море, покрытое льдом. Карское море почти полностью покрыто льдом с октября по май и лишь небольшая узкая линия к северу от зоны быстрого обледенения остается без льда из-за преобладающих морских ветров. В летние месяцы глубокие воды, поступающие из центральной части Северного Ледовитого океана, образуют устойчивый соляной клин в реке Енисей.
Количество действующих и построенных водохранилищ в водоразделе реки Енисей составляет 482 км3. Реку Енисей называют "сильно пострадавшей от регулирования стока", основываясь на всемирной классификации фрагментации русел рек плотинами и регулирования водного режима в результате эксплуатации водохранилищ, межбассейнового отвода и ирригации. В Ангаро-Енисейском бассейне насчитывалось 64 водохранилища. На реке Енисей расположены три гидроэлектростанции (ГЭС). Воды реки характеризуются высокой прозрачностью и низкой минерализацией, а также высокой концентрацией кислорода. Ширина реки и скорость течения могут существенно изменяться: от 0,2-0,5 до 3-5 км и от 1,5 до 12-15 км/ч соответственно. Твердые частицы русла в верховьях представляют собой ограненные грунты, которые в среднем течении превращаются в гравийные пески, а в нижнем - в песчано-глинистые в районе падения в океан. Из-за деятельности ГЭС происходит постоянное перемешивание слоев воды, что не влияет на температуру воды с глубины течения даже на больших расстояниях после стойки ГЭС. В начале июля температура воды в Красноярском крае и после 100-150 км вниз по течению составляет ~10°С, в конце июля-августа 15-17°С. Речная экосистема связана с богатой фауной, здесь обитает более 500 видов водорослей. Регулирование речного стока в весенний период и в начале лета снижает пиковый расход воды, а в зимние месяцы из водохранилищ высвобождается дополнительная вода.
Основная часть бассейна Енисея покрыта таежными деревьями такими как ели, кедры и лиственницы. На некоторых участках есть степные луга.На север таежные леса сменяются тундровой растительностью. Летом болотистые равнины покрываются мхами, лишайниками и другими растениями.
В бассейне реки Енисей обитает 55 местных видов рыб. Большинство рыб, в бассейне реки, являются относительно распространенными евро-сибирскими или сибирскими видами, такими как северная щука, плотва обыкновенная, обыкновенный елец, сибирский подкаменщик, европейский окунь и прусский карп. В бассейне также обитают многие лососевые (форель, сиг, хариус, таймень и его родственники) и сибирский осетр.
В водоразделе присутствуют многочисленные виды зверей косуля, лось, сибирская кабарга. В лесах можно увидеть таких птиц как черноклювые каперсы, бекасы и малиновку. В низовьях реки в летнее время большое количество водоплавающих мигрирующих птиц, таких как лебеди, утки и гуси.
В настоящее время в регионе активно стал развиваться туризм. Речные круизы по Енисею имеют высокий спрос. Большой популярностью пользуется маршрут Красноярск - Дудинка - Красноярск. Круизы по Енисею это важный социальный проект для населения северных территорий, влияющий на показатели такие как уровень занятости населения, уровень жизни, уровень социальной напряженности. Участники речных круизов по Енисею имеют большой пакет разнообразных и интересных экскурсионных программ и туров, а также могут развить некоторые другие туры на плато Путорана; посещение этнических поселений коренных малочисленных народов Эвенкии и Таймыра.
Изменение климата и деятельность человека влияют на экологию в бассейне реки Енисей. Сбросы в воды реки промышленных отходов, сточных вод, а также сток удобрений и пестицидов с сельскохозяйственных полей загрязняют Енисей вдоль его течения.