Das Bighorn Basin ist eine Hochebene und ein intermontanes Becken im zentralen Norden des US-Bundesstaates Wyoming mit einem Durchmesser von etwa 160 km. Es grenzt im Westen an die Absaroka Range, im Norden an die Pryor Mountains, im Osten an die Bighorn Mountains und im Süden an die Owl Creek Mountains und die Bridger Mountains. Es wird nach Norden durch Zuflüsse des Bighorn River entwässert, der als Wind River von Süden her in das Becken einmündet, und zum Bighorn River wird, wenn er in das Becken eindringt. Die Region ist halbtrocken und erhält jährlich nur 15–25 cm Regen.[1]
Die größten Städte im Einzugsgebiet sind Cody, Thermopolis, Worland und Powell. Zuckerrüben, Pintobohnen, Sonnenblumen, Gerste, Hafer und Mais werden auf bewässerten Bauernhöfen in der Region angebaut.[2]