La Mâtre traverse la zone hydrologique de « la Saône de l'Ardière au Nizerand »[1],[note 1].
Le bassin versant au sud est celui du Formans. Les bassins versants au nord sont ceux de l'Appéum et de la Callonne. À l'est, le Moignans prend aussi sa source sur Villeneuve.
La Mâtre a un seul tronçon affluent référencé[1] :
le ruisseau des Prades (rg[note 2]), 4,4 km sur les deux communes de Villeneuve et Chaleins.
Géoportail signale aussi deux petits affluents droit (sans nom) et un petit affluent gauche sur Messimy-sur-Saône, avec un ruisseau affluent droit juste à la confluence.
Rang de Strahler
Le rang de Strahler de la Mâtre est donc de deux par le ruisseau des Prades.
Une station qualité est implantée à Messimy-sur-Saône[7],[8], à proximité de la station d'épuration de la commune, avec une évaluation sur 2005 et 2006.