Os processos de salinização das águas da bacia do rio Salitre foram analisados por meio de dados isotópicos e químicos de amostras de águas subterrâneas e superficiais no intuito de avaliar a participação dos fatores climáticos e geológicos na salinidade dessas águas. Os principais aquíferos da bacia do Salitre são constituídos pelas rochas metassedimentares do Grupo Chapada Diamantina e pelas rochas carbonáticas do Grupo Una e da Fm. Caatinga. Dados químicos mostram uma clara distinção entre os dois aquíferos, um baixo teor de sais dissolvidos nas águas do aquífero metassedimentar e um alto teor de sais dissolvidos nas águas do aquífero cárstico. Dados isotópicos do hidrogênio e oxigênio das águas do aquífero cárstico possibilitaram identificar a participação relativa de três mecanismos de salinização: evaporação, transpiração das plantas e/ou dissolução de rochas. As águas das barragens da bacia mostram um grande enriquecimento em isótopos pesados do H e O devido a perdas por evaporação. Valores isotópicos do C13 no CID das águas dos dois aquíferos possibilitaram identificar a participação relativa de dois mecanismos de salinização na bacia: intemperismos da rocha por dois ácidos.