Le lac Titicaca alimente indirectement mais partiellement le lac Poopó. En effet, le lac Titicaca s'écoule via un unique fleuve, le Río Desaguadero qui est alors relié au lac Poopó dans lequel il se déverse. Pour les années 1960-1990, le débit moyen du Desagudero a été de 35 m³/s. Mais cette quantité serait très insuffisante pour alimenter un lac de plus de 1 300 km, soumis de plus à forte évaporation. En fait le Desaguadero grossit tout au long de son parcours grâce à ses propres affluents, si bien que le débit moyen mesuré à la station de Chuquiña est de 89 m³/s, soit 54 m³/s de plus qu'à sa naissance, à la sortie du Titicaca. De plus plusieurs cours d'eau se déversent immédiatement dans le lac Poopó, indépendamment du Río Desaguadero, dont le Río Marquéz est le plus important.
Peu avant le lac Poopó, le Desaguadero se divise en deux bras. Le bras gauche alimente le lac Uru Uru, situé tout près de la ville d'Oruro, et dont l'émissaire débouche dans le lac Poopó. Le bras gauche va directement au lac qu'il alimente aussi.
Pendant la fonte de la dernière période glaciaire andine il y a environ 11 000 à 13 000 ans, le lac Poopó faisait partie d'un lac beaucoup plus grand appelé Ballivián. Cet énorme lac englobait le Salar de Coipasa, le Salar de Uyuni et le lac Titicaca. Ces dernières années, le niveau du lac Poopó a baissé ; la trace blanche tout autour en est la preuve (on la voit clairement sur la photo satellite). Le niveau du lac Titicaca a également baissé, diminuant de ce fait l'écoulement de l'eau dans le Río Desaguadero. De plus, une grande partie de l'eau s'évapore à cause du soleil intense et des vents forts.
La partie des eaux non évaporées du lac Poopó est alors vidangée par un petit fleuve qui se trouve à son extrémité sud-ouest, le Río Laca Jahuira qui se déverse à son tour dans le Salar de Coipasa.
