Sungai Bighorn, anak sungai terbesar dari Sungai Yellowstone, mengeringkan Wyoming barat-tengah dan daerah kecil di selatan-tengah Montana, AS. Secara topografis, termasuk tiga subbasin, yang dikenal dalam urutan hilir sebagai Sungai Angin di Wyoming, Tanduk Besar di Wyoming dan Montana, dan Tanduk Besar Bawah di Montana.
Sungai Angin, aliran induk dari cekungan atas, berasal dari daerah tinggi Sungai Angin dan Pegunungan Absaroka di Wyoming barat laut. Mengalir ke tenggara ke daerah dataran rendah di Wyoming barat-tengah, ia bergabung dengan Sungai Popo Agie dan sungai Little Wind di dekat Riverton. Berbelok ke utara, ia melewati lembah bagian atas melalui Wind River Canyon, ngarai yang dalam dan spektakuler melalui Pegunungan Owl Creek. Bendungan Boysen terletak di bagian selatan ngarai. Di utara ngarai, sungai itu menjadi Sungai Bighorn. Melanjutkan ke utara ia mengalir melalui Cekungan Tanduk Besar — mengumpulkan dua anak sungainya, sungai Greybull dan Shoshone — ke perbatasan Wyoming-Montana, di mana ia berbelok ke timur laut melalui Bighorn Canyon untuk menyeberangi Cekungan Tanduk Besar Bawah dan bermuara ke Sungai Yellowstone di Bighorn, Mont., Setelah mengikuti kursus 741 mil (742 km). Ada proyek irigasi besar di sungai di Riverton dan Bighorn. Sungai Little Bighorn, situs Monumen Nasional Medan Perang Custer, bergabung dengan aliran utama di Hardin, Mont. Area Rekreasi Nasional Bighorn Canyon membentang di sepanjang Bighorn Canyon di kedua sisi perbatasan.
