Будучи частью бассейна Волги, площадь которого составляет 1 360 000 км², Москва-река также является частью бассейна Каспийского моря — крупнейшего на Земле замкнутого водоема площадью примерно 371 000 км². Каспийское море омывает берега пяти государств: России, Казахстана, Азербайджана, Туркмении и Ирана. Таким образом, любые изменения, происходящие в Москве-реке, влияют на огромную экосистему.