울산광역시 울주군 두서면 백운산(白雲山, 892.7) 탑골샘에서 발원하여 울산시를 서(西)에서 동(東)으로 가로지르고 흘러 동해로 흘러든다.
길이는 47.54km이고, 유역면적 643.96㎢이다. 울주군 삼남면ㆍ두동면ㆍ두서면ㆍ범서면 등에서 덕현천ㆍ언양천ㆍ대곡천ㆍ척과천ㆍ동천 등 지방 1급하천 1개와 100개의 지방 2급 하천으로 구성된 강으로 울산광역시를 지나 울산만으로 흘러든다. 2020년 1월부터 국가하천으로 승격되었다.
태화강의 유래는 신라시대 자장율사(慈裝律師)가 당나라의 수도할 때 중국의 태화강변에서 신인을 만난 후 사포(絲浦 ; 지금의 태화지방)로 귀국하여 절을 지어 나라의 복을 빌었다 하며 그 절이 태화사가 되었고, 태화강이라는 이름도 여기에서 유래된 것으로 알려져 있다.
한국하천일람에 따르면 태화강의 발원지는 울주군 상북면 덕현리로 되어 있으며, 주요 지류인 동천의 발원지는 울산광역시 북구 농소면의 울산과 경북의 도계에서 발원하고 있다. 하구 부근의 동천(東川)과 합류하는 곳에 울산평야(三山平野와 兵營平野)를 이룬다.
울산만 일대에 공업단지가 들어서고 각종 공업용수ㆍ생활용수를 비롯하여 관개수의 급증으로 상류에 사연댐(泗淵댐)ㆍ대암댐(大巖댐)ㆍ선암댐(仙巖댐) 등이 건설되었다.
유역에서는 쌀ㆍ맥류ㆍ잡곡ㆍ과일 등의 생산이 많다. 상류의 양산구조선(梁山構造線)에 위치한 언양은 분지를 이루며, 경부고속도로의 울산진입로를 이룬다. 특히 하구 부근에는 우리나라 굴지의 임해공업단지인 울산공업단지가 형성되어 있다.
유역 내에 가지산도립공원이 있고, 석남사(石南寺)ㆍ천전리각석(川前里刻石) 등 문화유산이 많다. 지금은 없어진 하구의 태화루(太和樓)도 명소였다.
울산광역시의 도시화와 산업화가 진행되면서 오염이 심하여 1990년대 중반까지도 시민에게 외면을 받던 하천이었으나, 2000년 6월의 물고기 떼죽음 사건 이후로 문제의 심각성을 인식하게 되어 태화강살리기운동이 본격적으로 추진되었다. 1990년대 중반까지 5급수 이하의 수질을 보였던 태화강은 2006년 8월에는 생물학적 산소요구량이 0.6ppm으로 7대 도시를 흐르는 하천 가운데 최고수준을 보일 정도로 회복되어 환경 복원의 사례가 되었다.