Il bacino del Sinni, con una superficie di 1360 kmq e una lunghezza di 94 Km, è delimitato dalle pendici orientali del Monte Sirino, sulla testata, e dal Massiccio del Pollino e del Monte Alpi, sui lati. La sua configurazione orografica presenta caratteri altimetrici molto accidentati e tormentati nella parte alta. Circa il 16% della superficie del bacino raggiunge quote comprese tra 900 e 1200 m s.l.m., più del 54% del bacino presenta quota superiore ai 600 m s.l.m., mentre il 30% risulta essere al di sotto di quota 300 m s.l.m. Il perimetro del bacino può concepirsi come un triangolo, il cui lato più lungo costituisce il confine settentrionale, mentre i due lati più corti, pressoché uguali tra loro, lo delimitano a sud. Il lato sud-occidentale forma lo spartiacque coi bacini del mare Tirreno, il Noce e il Lao; quello sud-orientale forma lo spartiacque col Crati e con i piccoli bacini dell’Alto Ionio compresi tra il Sinni e il Crati stesso.
I rilievi montuosi contraddistinti da quote maggiori sono localizzati lungo il margine occidentale e sud-occidentale del bacino. In particolare, le cime più elevata del margine nord-occidentale sono Monte Alpi (1892 m s.l.m.), il massiccio del Sirino (Monte Papa con quota di 2005 m s.l.m., Madonna di Sirino con quota di 1906 m s.l.m.), i Monti di Lauria (Monte La Spina con quota di 1649 m s.l.m., Monte Zaccana con quota di 1579 m s.l.m.). Lungo il margine sud-occidentale del bacino le quote maggiori sono raggiunte dai rilievi del Massiccio del Pollino (Serra del Prete con quota 2186 m s.l.m., Monte Pollino 2278, Serra delle Ciavole 2127, Serra Dolcedorme 2267 m s.l.m.).