Porečje Pesnice je opredeljeno kot hidrografsko območje 2. ravni (HGA II) v skladu z nacionalno klasifikacijo hidrografskih območij. Gre za hidrografsko podobmočje porečja Drave (HGA I, 3.270,78 km²), ki pripada Donavskemu povodju. S skupno površino 540,8 km² porečje Pesnice predstavlja 2,7 % ozemlja Republike Slovenije. Skupna dolžina vodotokov v porečju znaša 1.884,9 km, pri čemer dolžina reke Pesnice znaša 64,6 km.
Porečje je pretežno pokrito s kmetijskimi površinami (65,9 %), sledijo gozdovi (26,4 %) in urbana območja (6,8 %). Najbolj izrazita značilnost porečja Pesnice je mozaična krajina, sestavljena iz travnikov, majhnih njiv, vinogradov, tradicionalnih sadovnjakov, gozdnih otokov, majhnih močvirnatih dolin in razpršenih naselij, ki so značilni za prevladujočo gričevnato pokrajino. Tradicionalno upravljana mozaična kulturna krajina ima pomembno naravovarstveno vrednost, kar se odraža v razmeroma visokem deležu površin z naravovarstvenim statusom (vključno z območji Natura 2000). Nasprotno pa v razmeroma ozki dolini Pesnice, ki v srednjem toku dosega širino 2 km, v spodnjem toku pa 4 km, prevladuje intenzivna raba kmetijskih zemljišč. Večina zemljišč v porečju je v zasebni lasti (81 %).
Površina porečja, vključena v območje Natura 2000, znaša 2.635 ha (4,9 % celotne površine porečja), medtem ko površina z nacionalnim ali lokalnim varstvenim statusom znaša 12.042 ha (22,3 % celotne površine porečja). Območja, ki imajo nacionalni ali lokalni varstveni status, so v celoti vključena v omrežje Natura 2000.
Porečje Pesnice upravno pokriva 21 občin, vključno z mestno občino Maribor ter občinama Selnica ob Dravi in Duplek, ki se s porečjem prekrivajo le ozko na svojih robovih. Skupno število prebivalcev občin, brez omenjenih treh, znaša 291.440. Večina občin je glede na slovensko povprečje razvojno zaostalih: pet jih spada v drugi kvartil (vključno z mestno občino Maribor), enajst v tretji kvartil in pet v četrti kvartil glede na nacionalni koeficient razvitosti občin.
Reka Pesnica izvira v Avstriji in doseže slovensko mejo približno 4 km nizvodno od izvira. Po prečkanju gričevnate pokrajine Slovenskih goric, ki jih deli na dva dela, se izliva v reko Dravo v mestu Ormož. Ima dežno-snežni (pluvio-nivalni) hidrološki režim. Njen specifični odtok (9,7‒11,4 l/s*km² na treh merilnih postajah v obdobju 1971‒2000) je za več kot polovico nižji od slovenskega povprečja. Povprečni pretok med letoma 1971‒2000 je znašal 2,88 oziroma 4,96 m³/s na dveh merilnih postajah v spodnjem toku, pri čemer sta bila najvišja povprečna pretoka zabeležena marca in novembra.
Pesnica je bila v preteklosti izdatno regulirana, zaradi česar je velik del reke danes v slabem ekološkem stanju. Foto: Tilen Basle
Počasi tekoča in nekdaj meandrirajoča reka Pesnica, ki je redno poplavljala, je omejevala poselitev in kmetijsko rabo doline. Zato so vodotok in njegovo poplavno območje sredi 20. stoletja obsežno regulirali – z uravnavanjem in poglabljanjem struge, gradnjo jezov in pregrad ter z izgradnjo mreže melioracijskih kanalov. Dolina je še vedno večinoma neposeljena, le redke vasi segajo do brežine reke, vendar nove razmere omogočajo intenzivno kmetijstvo, ki ga pretežno zaznamuje pridelava poljščin. V okviru državne ocene poplavne ogroženosti po Direktivi o poplavah (Direktiva 2007/60/ES) na območju porečja Pesnice doslej niso bila opredeljena območja pomembnega vpliva poplav, vendar so hidrološke raziskave na tem območju pomanjkljive.
Obsežne pretekle hidromorfološke spremembe in današnja vzdrževalna vodnogospodarska dela, ki temeljijo na tradicionalnem konceptu obvladovanja poplav, odvzem vode ter odtok s kmetijskih zemljišč predstavljajo glavne pritiske na reko Pesnico. Danes je le 2 % celotnega toka reke v naravnam ali polnaravnem stanju, v preostalem delu pa je hidromorfologija močno ali zmerno spremenjena. Posledica teh pritiskov je slabo ekološko stanje v njenem zgornjem toku (18,7 km) ter zmerno stanje v spodnjem toku (45,9 km), kot je bilo ocenjeno v skladu z Okvirno vodno direktivo EU. Poleg tega so po oceni RCE na več kot 55 % reke potrebni izdatni ukrepi za obnovo, na dodatnih 31 % pa zmerne izboljšave ekološkega stanja.
Kljub obsežni izvedbi ukrepov za zmanjševanje poplavne ogroženosti je nekaj krajših odsekov reke do danes ohranilo varstveno vrednost. Najbolj dolvodni odsek reke Pesnice ter eden njenih pritokov, Slatinski potok, imata status območij Natura 2000 (SI3000220 in SI5000011 ter SI3000370). Poleg teh je nekaj drugih odsekov zaščitenih tudi po nacionalni zakonodaji – bodisi kot naravne vrednote, ekološko pomembna območja ali zavarovana območja.