Le Préfet coordonnateur de bassin est le Préfet de la région où le comité de bassin a son siège. Aux termes du décret du 30 mai 2005, il constitue l’autorité administrative prévue aux articles L. 212-2, L. 212-2-1, L. 212-2-2 et L. 212-2-3 du code de l’environnement. Il anime et coordonne l’action des préfets des départements et des régions appartenant au bassin. Il représente l'État au comité de bassin, auquel il assiste. Il procède au renouvellement du comité de bassin, dont il propose la composition au Ministère de l'Environnement.

Il préside la mission déléguée de bassin, qui est consultée, pour avis, sur les opérations qu'il juge suffisamment importantes et soumises à autorisation au titre de l'article 10 de la loi sur l'eau. Il coordonne l'action de l'État dans le domaine de l'eau et de la gestion des milieux naturels aquatiques. Il approuve le Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion de l'Eau (SDAGE), établit et met à jour le programme pluriannuel de mesures contribuant à sa mise en œuvre ainsi que le programme de surveillance de l’état des eaux à l’échelon du bassin, le cas échéant en liaison avec les autorités étrangères compétentes.

Il soumet, pour avis, les projets de SAGE (Schéma d'aménagement et de Gestion des eaux) au comité de bassin. Il peut définir des orientations, applicables par chaque préfet de département pour les suspensions provisoires d'usage de l'eau. Il arrête la délimitation des zones vulnérables aux pollutions par les nitrates d'origine agricole. Il est invité (sans être membre) au conseil d'administration de l'Agence de l'eau.

Le Préfet coordonnateur de bassin assure également, sous l'autorité conjointe du ministre des affaires étrangères et du ministre de la Transition écologique et solidaire, le rôle de chef de délégation dans les commissions internationales de fleuves transfrontières.