Le fleuve Nelson, d'une longueur de 2 575 km, prend sa source au nord-nord-est du lac Playgreen, à la pointe nord-ouest du lac Winnipeg. Il se jette dans de nombreux lacs, dont Cross, Sipiwesk, Split et Stevens, et à l'est de ce dernier, dans la baie d'Hudson. Ses principaux affluents sont la rivière Burntwood, en bordure de laquelle se situe Thompson, au Manitoba, et la rivière Grass. Sir Thomas Button passe l'hiver à son embouchure, en 1612, et baptise le cours d'eau à la mémoire de Robert Nelson, un commandant de navire décédé à cet endroit. L'embouchure de la rivière devient le cadre d'une lutte féroce pour la mainmise sur le commerce des fourrures, et la York Factory s'établit à Marsh Point, une péninsule séparant le fleuve Nelson et la rivière Hayes. Cependant, c'est la rivière Hayes et non le fleuve Nelson qui devient la principale voie d'accès vers l'intérieur. Les eaux du fleuve Nelson sont souvent turbulentes dans le bouclier granitique. Dernier lien avec le long système hydrographique de la rivière Saskatchewan, il canalise les eaux des rivières Rouge et Winnipeg, et son débit moyen est de 2 066 m3/s à sa décharge. Aujourd'hui, grâce à sa dénivellation et à son énorme volume d'eau, le fleuve Nelson est exploité pour la production d'énergie hydroélectrique. Les aménagements les plus importants sont Kettle Rapids (1 272 MW), qui date de 1970-1974, Long Spruce (980 MW), de 1977-1979, et Kelsey Rapids (224 MW), de 1960-1972. Ils sont construits pour alimenter les fonderies de nickel de Thompson.