O Ribeirão do Espírito Santo é um manancial de passagem, ou seja, no qual a captação é feita diretamente no leito do curso d'água, pois não há barragem de reserva.

A bacia do Ribeirão do Espírito Santo tem uma área de 147,8 Km², e maioria desta área fica situada na zona rural, à noroeste do município de Juiz de Fora. Esta bacia é afluente da Bacia do Rio Paraibuna pela margem direita, fazendo parte, consequentemente, da grande bacia do Rio Paraíba do Sul. O ponto de maior altitude na bacia está localizado próximo a Fazenda da Laje, com 914 metros de altitude, e o seu ponto mais baixo, de 640 metros de altitude, fica localizado na foz do Ribeirão do Espírito Santo em sua chegada no Rio Paraibuna.

O Ribeirão do Espírito Santo tem 17 km de extensão e seus principais afluentes são o Córrego Gouveia e o Córrego Vermelho, pela margem esquerda, e os córregos Barreiro e Penido, pela margem direita.

A bacia tem como principal uso o abastecimento de água potável para a população de Juiz de Fora. Em segundo plano vem o consumo para uso industrial, e com menor aproveitamento dos recursos hídricos ainda existem as atividades de irrigação de pequenas culturas e atividades agropecuárias, pouco expressivas na região.

Desde 1970, a Estação de Tratamento de Água (ETA) Walfrido Machado Mendonça, também conhecida como ETA CDI, recebe água do Ribeirão do Espírito Santo, e, a partir de 2014, a unidade também passou a receber água vinda da Barragem de Chapéu d'Uvas, chegando a produzir mais de 620 litros por segundo e abastecendo cerca de 40% da cidade.