Bacia hidrográfica é uma área de terra na qual as águas escorrem para a parte mais baixa, que é o fundo do vale, por onde correm os rios, ribeirões e córregos. Uma bacia hidrográfica é formada por sub-bacias menores, as microbacias.
A bacia do ribeirão do Tatu cobre 75% da área urbana de Limeira, num total de 40,68 km² de área, compreende o ribeirão do Tatu com 6,5 Km de extensão e mais 14 afluentes. Nasce na zona rural de Cordeirópolis e desagua no rio Piracicaba. Possui inúmeros problemas como falta de tratamento de esgoto, poluição urbana e industrial, além de ausência quase total de matas ciliares. Sem a proteção da mata ciliar ocorre o assoreamento, isto é, vão se acumulando sedimentos como areia e terra no leito dos rios. Como conseqüência, ocorrem a diminuição da capacidade de armazenamento de água e as enchentes na cidade. 
APA – Área de Proteção Ambiental
A tentativa de criação da APA do Ribeirão do Pinhal, abrangendo toda sua sub-bacia, foi uma iniciativa para a preservação deste, uma vez que é o único manancial alternativo para captação de águas para o abastecimento urbano. Através do COMDEMA de Limeira (Conselho Municipal de Defesa do Meio Ambiente), foram realizados, no início dos anos 90, levantamentos para a criação de uma Unidade de Conservação Municipal. Porém, a APA - Pinhal não chegou a ser criada por falta de recursos e pouco interesse político.
O ribeirão do Pinhal ainda não está poluído, contudo, o desenvolvimento da cidade, a ocupação inadequada do solo, a urbanização das cabeceira dos mananciais que alimentam esse ribeirão poderão comprometê-lo, como também o rio Jaguari e o rio Piracicaba. O Consórcio Intermunicipal das bacias do Rio Piracicaba e Capivari do qual fazem parte 39 municípios, entre eles Limeira, e 20 empresas, tem como objetivo planejar atividades conjuntas entre os municípios e lutar para a recuperação e a proteção dos mananciais. 

O município de Limeira localiza-se na Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba.
A cidade situa-se, principalmente, na Bacia do Ribeirão do Tatu, mas espalha-se ainda por outras bacias limítrofes tais como: Ribeirão da Graminha, Ribeirão da Água da Serra, Ribeirão da Lagoa Nova, Ribeirão dos Pires. 
O Ribeirão do Tatu, apesar de ser o principal curso d’água da cidade e atravessar a área urbana totalmente canalizado, encontra-se altamente poluído em decorrência do esgoto despejado diretamente em suas águas. 
Em meados da década de 80, foi realizada a retificação e canalização do Ribeirão, obra que prometia sua despoluição como também acabar com as freqüentes inundações em seu curso. Porém, devido a não conclusão do emissário de esgoto de sua margem direita o Ribeirão Tatu continua poluído e as inundações são freqüentes ainda hoje, causadas principalmente pela não remoção de uma unidade industrial no uso do canal, próximo à avenida Laranjeiras.
Um de seus principais afluentes é o Córrego da Barroca Funda com 5km de extensão e tem como afluentes os córregos do Grota e da Bovinha.
O Córrego da Bovinha localiza-se no Parque Ecológico Fausto Esteves dos Santos.
Este parque, situado entre os bairros da CECAP e do Parque das Nações, contém uma reserva significativa de vegetação, mas encontra-se abandonado pelo Poder Público. O córrego da Bovinha recebe ainda todo despejo de resíduos domiciliares, estando hoje bastante poluído.
O Ribeirão dos Pires é o principal afluente do Ribeirão do Pinhal que é manancial alternativo para a captação de águas para distribuição à população de Limeira. Nasce ao norte da cidade e estende-se junto a área urbanizada, paralelamente à Via Anhanguera e abrange os bairros Egisto Ragazzo e Nova Limeira. Neste trecho está poluído devido ao lançamento de esgoto sem tratamento em suas águas.

O município de Limeira está localizado na unidade hidrográfica do Rio Piracicaba. A cidade encontra-se na Bacia do Ribeirão do Tatu. Este, percorre a área urbana no sentido noroeste - sudeste.
A rede de galerias existente na área urbana capta e direciona o escoamento superficial das águas das chuvas para pontos de lançamento, nos córregos e fundos de vales da Bacia do Tatu. Alguns desses locais são críticos, devido a problemas de erosão, inexistência de rede de drenagem ou pavimentação das ruas, que provocam constantes inundações.
Na rede de drenagem da bacia do Ribeirão do Tatu ocorrem problemas como :
* assoreamento dos córregos por entulho, lixo, árvores e galhos;
* falta de limpeza e proteção das margens e da mata ciliar;
* estrangulamento da calha dos córregos, pela construção de pontes, canalização e travessia de tubulações.
Tudo isso cria diversos pontos de risco no ambiente urbano.
O Lixo e a sujeira jogados nas ruas entopem os bueiros e causam alagamento das ruas e avenidas.  
É comum ver lixo no Ribeirão, arrastado pela enxurrada durante as chuvas fortes, causando inundações.
A acentuada declividade em direção às margens do Ribeirão Tatu ocasiona enxurradas fortes, colocando em risco automóveis e pedestres. 

Águas de Limeira S. A é uma empresa que tem o compromisso durante 30 anos de tratar a água e o esgoto de nossa cidade, com a supervisão do Serviço Autônomo de Águas e Esgotos. Após esse tempo, os serviços e todas as melhorias realizadas voltam para o município.
Limeira é abastecida de água pelo Rio Jaguari (o Ribeirão do Pinhal é usado como alternativa). A água captada do Rio Jaguari é bombeada por mais de 15 quilômetros, através de adutoras, até a E.T.A. (Estação de Tratamento de Água)  , onde é tratada e, depois, encaminhada para os reservatórios distribuídos pela cidade .O maior reservatório é o do Jardim Mercedes (Recalque Mercedes), com a capacidade de 7 120 m3, que abastece diversos bairros e auxilia o abastecimento da área central. Há ainda captação de água através dos poços São João e Tatu, que é tratada através de sistema de cloração.
O abastecimento de água potável atinge 100% de Limeira.  

Limeira conta atualmente com três tipos de estações de tratamento de esgoto. A ETE do bairro da Graminha e dos Lopes funcionam através de lagoas de estabilização. A ETE Nova Limeira será desativada e seu esgoto bombeado para a ETE Tatu , que usa processos mais modernos de tratamento .
O trecho do Ribeirão do Tatu, que atravessa a área urbana de Limeira, ainda recebe uma carga poluidora de rejeitos urbanos e industriais, tornando-se um esgoto a céu aberto. Está em andamento a implantação do Projeto da ETE Tatu. Já existe um interceptor na margem esquerda do ribeirão que leva os esgotos até a ETE, onde recebem tratamento biológico e são novamente despejados no Tatu. Está em construção o interceptor da margem direita. Quando o Projeto da ETE Tatu estiver concluído a redução da carga orgânica dos esgotos será de 80%, recuperando a qualidade da água do ribeirão.
Hoje, a coleta de esgoto atinge 99% dos bairros de Limeira. 

A Estação de Tratamento de Água (E.T.A.) , situada na Via Anhanguera, recebe água bruta do Rio Jaguari que passa pelo processo de tratamento de água convencional. A água tratada é encaminhada para dois reservatórios semi-enterrados e , a partir destes, vai para o sistema de distribuição. Da E.T.A., a água é recalcada (bombeada) para os reservatórios do Olga Veroni, Jardim Hortência, Mogi Mirim e Parque Egisto Ragazzo. A água chega ao reservatório do Jardim Mercedes por gravidade, e deste é recalcada para outros reservatórios. Existem 21 Centros de Reservação de Água distribuídos pelos bairros da cidade . Uma parte da água tratada alimenta a rede, outra parte é recebida pelos reservatórios, que irão abastecer a rede nas horas de muita demenda.

Aproximadamente 100% da cidade é atendida pelo serviço de coleta de resíduos domiciliares, sendo a mesma realizada três vezes por semana.
A coleta de resíduos de serviços de saúde é feita em separado da domiciliar, sendo seu destino final, valas sanitárias do aterro . Têm sido feitos estudos visando a melhoria do tratamento desses resíduos.
A coleta seletiva é realizada em 49 bairros e em todas as escolas da rede estadual e municipal. 
Os lixos industriais são de responsabilidade das próprias empresas, sendo que 95% dos resíduos industriais são dispostos no Aterro Sanitário e o restante armazenado ou tratado pelas próprias industrias geradoras.
No processo de decom-posição do lixo ocorre a formação do chorume (líquido altamente poluente) e gás metano. O chorume é tratado e o gás metano, queimado.

Em Limeira, as praças são as principais áreas verdes de uso público, como a Praça Luciano Esteves e a Praça Toledo de Barros, onde encontram-se A Gruta e o Teatro Vitória. 
O Zoológico Municipal , localizado no centro, responde por mais de 30% das áreas verdes efetivamente utilizadas da cidade. Possui uma importante reserva de vegetação, conta com um lago, córrego, mini-auditório, além dos habitáculos para os animais.
O Horto Florestal , localizado a aproximadamente 7 km a sudeste da zona central, é outra área verde e um importante centro de lazer e recreação.
Na periferia da cidade, principalmente junto aos cursos d’água que cortam a zona urbana, encontram-se pequenos trechos de matas ciliares, que protegem os terrenos das margens dos ribeirões, evitando um processo acelerado de erosão. Um desses trechos, que contém uma reserva significativa de vegetação natural, está no Parque Ecológico Fausto Esteves dos Santos, entre os bairros CECAP e o Parque das Nações. 
Uma análise das áreas verdes de Limeira mostra que a situação é grave, pois apresenta um índice de 0,4 m2 por habitante, muito abaixo do índice estabelecido pela ONU que é de 12 m2 de área verde por habitante.