Hệ thống sông là cách mô tả mạng lưới suối, hồ và sông lớn hơn là một phần của mạng lưới phụ lưu và phân lưu của một con sông lớn hơn; ví dụ: nhiều con sông, bao gồm sông Ohio, sông Hồng và sông Missouri đổ vào sông Mississippi, đóng vai trò là phụ lưu và là một phần của hệ thống sông Mississippi. Các tuyến đường thủy này được kết nối với nhau và sức khỏe của một trong những con sông này có thể có ảnh hưởng đến các tuyến đường thủy khác trong cùng hệ thống sông. Ngoài ra, đất có thể là một phần của hệ thống sông, chẳng hạn như vùng đồng bằng ngập lũ và vùng đất ngập nước chịu tác động của sông chính và các nhánh và phân lưu của nó.
Trong hầu hết các trường hợp, các con sông sẽ có một nguồn chính, chẳng hạn như tuyết tan từ một ngọn núi chảy xuống thành nhiều dòng, sau đó liên kết với nhau để tạo thành một con sông chảy thành một con sông lớn hơn nhiều. Đây là một ví dụ về hệ thống sông. Từ quan điểm môi trường, hệ thống sông là hệ sinh thái có thể bị ảnh hưởng tiêu cực đến những thứ như chất lượng nước và sức khỏe đời sống động thực vật nếu chỉ một phần của hệ thống bị ô nhiễm hoặc bị hư hỏng. Ví dụ: nếu nguồn của một con sông bị ô nhiễm ở mức độ cao hoặc hạn hán nghiêm trọng, ảnh hưởng sẽ được cảm nhận trên toàn bộ các tuyến đường thủy và vùng đất có trong hệ thống sông.