Um terceiro componente responsável pela aridez da região é a baixa capacidade de retenção de água nos interstícios do solo. Praticamente toda a bacia está situada sobre a base cristalina, com uma formação de solos rasa e submetida a uma elevada taxa de evaporação, o que faz com que não exista praticamente nenhum armazenamento de água no solo. A exceção ocorre em algumas manchas sedimentares que dão origem a alguns aqüíferos. A água subterrânea no Semi-Árido se dá nas fissuras, onde boa parte dos poços da região está instalada, ou nas formações sedimentares dos leitos dos rios (aluviões).
É justamente nas regiões do Médio e Submédio que estão localizadas as maiores demandas de água, para a aplicação na agricultura irrigada e para a produção de energia. Excetuando-se uma faixa de aproximadamente 3 km em torno da calha principal do rio São Francisco, todo o restante da bacia inserido na região Semi-Árida apresenta os mesmos problemas de água do restante do Nordeste Brasileiro. Esse fato reflete uma característica própria do rio São Francisco que é a presença de um expressivo volume de água, atravessando uma região semi- árida, onde a maioria dos rios é intermitente.
O desenvolvimento sócio-econômico da região semi-árida é negativamente influenciado pelas adversidades climáticas, que têm gerado, com freqüência, episódios de seca de média e longa duração. Aliada às adversidades climáticas, ressalta-se a inexistência de uma política eficiente e continuada de gestão dos recursos hídricos da região. Esses aspectos têm contribuído sensivelmente para aumentar a vulnerabilidade do Semi-árido brasileiro, com graves conseqüências para a população, trazendo prejuízos econômicos e sociais.
Com o objetivo de diminuir o efeito da variação da precipitação, procurou- se, ao longo dos anos, construir reservatórios de acumulação superficial, fazendo com que esta seja uma das regiões com a maior quantidade de barramentos do mundo. No entanto, a maioria dos açudes construídos é de pequeno porte, não sendo capaz de suportar grandes períodos de estiagem. Com isso, nos períodos críticos, em que as precipitações ocorrem abaixo da média por mais de um ano, os únicos locais em que se tem água superficial na região são nos grandes reservatórios (ou reservatórios plurianuais) e no próprio curso do rio São Francisco.
Um aspecto que difere as bacias do Nordeste, incluindo- se as pertencentes à bacia do São Francisco, das outras zonas semi- áridas do mundo é o seu alto grau de povoamento (sendo 89