무심천(無心川)은 청주시(淸州市)의 도시 하천(都市 주1으로, 전체 길이 34.5㎞, 유역면적 177.71㎢이다. 청주 분지에서 북쪽으로 흐르며 남일면 고은리 삼거리에서는 넓은 평야를 이루고 청주 시가지를 남북으로 지나고 있는 청주를 대표하는 자연물이다. 청주시의 흥덕구, 상당구, 청원구, 서원구의 경계를 이루고 있으며, 2020년 1월에 국가 주2으로 승격되었다.
고려시대에 심천(沁川)이라고 불리었고, 이것이 조선시대에 이르러서 석교천(石橋川) · 대교천(大橋川)으로 바뀐 것으로 추정되며, 1923년 이후부터 무심천으로 불렸다.
청주시를 남북으로 관통하여 흐르는 무심천은 금강(錦江)의 제2지류로서 상류에서부터 월운천(7.0㎞), 영운천(4.0㎞), 미평천(6.0㎞), 명암천(4.5㎞) 및 율량천(4.5㎞)의 5개 주3으로 구성되어 있으며, 금강의 제1지류인 국가 하천 미호강(美湖江)으로 유입한다.
무심천과 그 인접 하천은 짧은 지천으로서 수위 변동이 심하여 수생 식물의 자생이 빈약하고, 홍수에 의한 매몰이나 유출이 일어나서 불안정한 성격의 식생이 분포한다. 무심천에 서식하는 식물은 2013년도 기준으로 5강 57과 167속 177종 1아종 26변종 8품종으로 총 212종이 확인되었다. 이는 1997년도 조사의 202종에 비해 증가한 것이다. 이를 통해 무심천이 점차 자연 상태로 회복되면서 식생종이 증가한 것으로 볼 수 있다.
무심천에서 채집된 어류는 2013년도 기준으로 6과 26종이다. 이 중 우리나라 고유종은 각시붕어 등 8종으로, 33%를 차지한다. 이것은 1975년도 4과 17종, 1982년도 5과 21종, 1995년도 4과 17종, 1997년도 5과 25종이 출현했던 것에 비해 점차 종의 수가 증가하는 경향을 나타낸다고 할 수 있다. 이를 통해 무심천은 도시 하천의 환경 정비 등으로 인하여 과거보다 수계의 상태가 호전되고 환경 다양성이 증가한 것으로 보인다.
무심천 주변에서 관찰된 조류는 2013년도 기준으로 26과 58종으로 확인되었다. 특징적으로 천연기념물(天然記念物)인 황조롱이와 원앙과 환경부 지정 멸종위기종 2급인 주4, 말똥가리가 서식하고 있다.
무심천 전 수계의 주5에서 조사된 수서 곤충(水棲 주6은 총 5문 15목 35과 57종이나 하상이 정리된 시내 일원에서는 90% 이상이 유기물에 내성이 강한 부수성(腐水性)의 주7가 주로 출현하고 있어 불안정한 군집 구조를 이루고 있다.
부착 주8는 2목 8과 74종으로 총 83종이 출현하나 중류 지역에서 48종으로 가장 많이 서식하는 데 이들 종은 주9에 비교적 내성을 갖는 종들이다. 이는 도시 하천의 성격을 반영한 것으로 보이며, 하천 정비를 통해 점차 환경이 개선될 것으로 보인다.
무심천은 원래 천정천(天井川)이었으나, 하상 정리로 하천의 바닥이 낮아졌다. 장암동 상류 쪽에서는 주10을 잘 볼 수 있다.
청주 시내의 동쪽은 무심천의 범람원(氾濫原)으로 구시가를 이루고 있으며, 과거 홍수의 피해를 많이 받았으나 지금은 주11가 완료되어 인공 제방(人工 주12 위에 무심천 하상 도로(河上 주13가 조성되어 있다. 서쪽 주14으로는 자전거 이용 활성화를 위한 자전거 도로가 조성되어 있다. 무심천 천변으로는 무심천 체육공원 등이 건설되어 주15 등으로 활용되고 있다.
1906년 8월의 홍수로 인해 무심천의 물이 흐르는 길이 변경되었고, 1939년에는 도시계획에 의해 현재의 석교동 일대를 개발하고 남주동 · 서문동 · 영동을 개발하기 위하여 물이 흐르는 길을 서쪽으로 변경시켰다. 1969년에는 무심천 지구 정리 공사로 인해 물이 흐르는 길을 다시 서쪽으로 변경하여 현재의 둑이 축조되었다.
무심천 유역을 대상으로 한 토지 피복 변화 분석에서, 1985년과 2000년을 비교했을 때, 주16 지역은 9.59㎢(5%)에서 16.57㎢(8.62%)로 증가하였고, 논 지역은 62.89㎢(32%)에서 43.81㎢(22.23%)로 감소하였으며, 밭작물 재배 지역은 15.72㎢(7.98%)에서 26.43㎢(13.76%)로 증가하였다. 청주시가 지속적으로 성장하고 있기 때문에 시가화 면적은 지속적으로 증가할 것으로 예상된다.
청주의 인구는 1961년에 9만 1,456명에서 1971년에 15만 4,561명으로 완만한 인구 증가 추세를 보였으나 청주공단 조성 등 도시 개발이 활발히 이루어져 1981년에는 26만 7,228명으로 증가하였다. 이후로도 가속된 지역 개발과 급격한 도시 팽창으로 2022년 현재 86만 3,625명으로 인구가 지속적으로 증가하고 있으며, 대도시의 면모를 나타내고 있다.
청주시는 시의 규모에 걸맞게 아름다운 시가지와 공원 등으로 활용하기 위하여 무심천을 정비하고 있다. 무심천대교에 가꾼 관상용 꽃길은 청주의 진산인 우암산(牛巖山)과 어울려 시가의 모습을 한층 돋보이게 한다. 무심천 주변에 벚꽃길도 조성되어 봄철마다 시민들의 휴식처로 기능하고 있다.