As afluências à albufeira de Cahora Bassa são geradas na sub-bacia do Alto Zambeze, na sub-bacia do Kafue e na sub-bacia do Médio Zambeze, na qual tem grande influência o rio Luangwa/Aruângua.
O clima na bacia do Zambeze, é influenciado pela convergência de 3 correntes de ar distintas: a corrente de Sudeste, a corrente da monção de Nordeste e a corrente de noroeste conhecida por massa de ar húmido do Congo. Esta convergência, que geralmente ocorre na região entre Novembro e Março por influência da ITCZ (Inter Tropical Convergence Zone), é frequentemente difusa e identificada com uma superfície depressionária pouco cavada, que por vezes se agrava, associando centros de baixa pressão nas zonas onde a ICTZ se intensifica.
Estas superfícies geralmente migram lentamente, mas podem também manter-se estacionárias durante longos períodos. Frequentemente, forma-se um centro de baixas pressões na região Sul de Angola, que favorece a circulação da massa de ar quente do Congo em direcção ao quadrante Norte-Este da bacia do Zambeze, onde devido à intensificação da convergência, se pode gerar precipitação elevada, por vezes caracterizada por ciclos de fortes aguaceiros e trovoadas durante vários dias, seguidos de períodos com pouca ou nula precipitação.
Nestas circunstâncias, a precipitação anual é mais elevada na parte norte da bacia, sobretudo no território do Congo, Zâmbia, Malawi e norte da Província de Tete, atingindo valores normais máximos de 1.400 mm, enquanto na parte sul da bacia, sobretudo no território do Zimbabwe e sul da Província de Tete, atinge valores normais máximos da ordem de 500 mm.
Na sub-bacia do Kafue a precipitação média anual varia entre 850 e 1200 mm, na bacia do Luangwa varia entre 900 e 1.100 mm, nas bacias dos rios directamente afluentes à albufeira originários no Zimbabwe (rios Messenguezi e anyame/Panhame) varia entre 700 e 900 mm e nas bacias dos rios originados em território nacional (rios Mucanha/Muze, Vuzi, Luangua e Metamboa a Norte e rio Daque a Sul) varia entre 1.400 mm a Norte e 600 mm a Sul.
De um modo geral, o clima é caracterizado como clima modificado pela altitude em toda a bacia a Norte do rio, nos troços do Alto e Médio Zambeze, e seco, caracteristicamente de estepe, a Sul. No Baixo Zambeze é do tipo tropical chuvoso, caracteristicamente de savana.