남대천은 경상북도 울진군 온정면 백암산에서 발원하여 동해로 흘러드는 하천이다. 유로연장 30.9㎞, 유역면적 146.52㎢에 이른다. 서고동저의 지세 속에 감입곡류와 단층선의 영향을 받은 중·상류, 넓은 충적평야를 지닌 하류로 구분되며, 지질은 선캄브리아기 변성암부터 제4기 충적층까지 다양하다. 하구에는 생태적 가치가 높은 ‘평해사구습지 생태공원’이 조성되어 있고, 중·하류의 광품폭포 일대는 현재도 곡류 절단이 진행 중인 지형학적 명소로 주목받고 있다.
『신증동국여지승람(新增東國輿地勝覽)』에는 이 하천이 ‘남대천(南大川)’으로 기록되어 있다. 『여지도서(輿地圖書)』에는 규모가 상당한 하천임에도 불구하고 명칭이 표기되어 있지 않으며, 『대동여지도(大東輿地圖)』에는 ‘남천(南川)’이라는 명칭으로 표기되어 있다. 이후 『조선지형도(朝鮮地形圖)』에서 다시 ‘남대천’이라는 지명이 등장함으로써 현재의 명칭이 정착된 것으로 보인다.
‘남대천’이라는 지명은 과거 평해 읍치의 남쪽을 흐른 데서 유래한 것으로, 이와 유사한 명명 방식은 울진, 강릉, 양양 등 다른 지역의 남대천에서도 동일하게 나타난다. 울진군에는 북부의 울진읍을 흐르는 남대천과 남부의 평해읍을 흐르는 남대천이 각각 존재하며, 이를 구분하기 위해 흔히 ‘울진 남대천’과 ‘평해 남대천’으로 부르기도 한다.
남대천은 경상북도 울진군 온정면 백암산[1,004m] 기슭에서 발원하여 평해읍 월송리와 직산리 사이를 흘러 동해로 유입된다. 유로연장은 30.9㎞, 유역면적은 146.52㎢이다. 서쪽에 백암산, 금장산[848.7m], 칠보산[810.2m] 등 높은 산지가 분포하고, 동쪽으로 갈수록 낮아지는 서고동저(西高東低)의 지세를 이룬다. 유역의 서쪽에는 북북동–남남서 방향의 단층선이 존재하는데, 이는 남대천 유역의 산지와 계곡 저지대를 나누는 경계선 역할을 한다.
중 · 상류부에서는 전형적인 감입곡류하천의 특징이 나타나며, 단층선을 따라 북류하는 상류부보다 단층선을 횡단하며 동류하는 중류부에서 감입곡류의 정도가 더욱 뚜렷하다. 하류부는 대체로 넓은 하곡을 이루며, 왕피천과 더불어 울진군에서 가장 넓은 충적평야가 발달한 지역이다. 남대천의 주요 지류로는 내선미천, 온정천, 금천 등이 있다.
지질은 크게 네 구간으로 나뉜다. 상류부에는 중생대 백악기의 각섬석 화강암이 분포하고, 중류 상단부에는 선캄브리아기의 편암과 편마암이 나타난다. 중류 하단부에는 중생대 백악기 경상누층군의 퇴적암이, 하류부에는 선캄브리아기의 편암 · 화강편마암 · 석회암과 함께 제4기 충적층이 분포한다.
남대천 하구는 다양한 생물의 서식처로서 생태적 기능이 뛰어나 ‘울진 평해사구습지 생태공원’이 조성되었다. 이 생태공원은 인근의 월송정, 해송림, 백암온천 등과 함께 많은 관광객이 찾는 명소로 자리 잡았다.
유역의 중 · 하류부에는 여름철 많은 관광객이 몰리는 광품폭포가 위치해 있다. 이 폭포는 남대천의 감입곡류 절단 현상에 의해 형성된 것으로, 평상시에는 하천이 폭포를 지나지 않고 원래 유로를 따라 흐르지만, 홍수 시에는 유로가 바뀌어 광품폭포를 따라 흐른다. 이처럼 곡류 절단이 현재도 진행되고 있는 광품폭포 일대는 지형학적 · 지질학적으로 학술 가치가 매우 높은 지역이다.