Erzurum ilinin en önemli havzalarından birini oluşturan Tortum Havzası Sınırları içerisinden doğan Tortum Çayı, ekolojik, çevresel ve turizm açısından önemli bir yere sahip olan Tortum Gölüne dökülmektedir.

Tortum Çayı, Tortum yakınındaki Dumlu dağlarından ana kaynağını alarak , kuzey istikametinde dar ve engebeli bir araziden akar. Başlangıcı olan Yumaklı ve Akbaba’dan çıkan çaylarla oluşmakta Tortum Havzasını geçerken, civardan gelen çeşitli derelerin sularıyla beslenerek Tortum Gölü’ne akmaktadır.

Ayrıca dik yamaçlı derin vadilerden akıp gelen bir çok küçük dereler Tortum Çayını beslerler. Yöresel olarak “Tortum Deresi“ diye adlandırılır.

İlkbahar aylarında karların da erimesiyle oluşan seller erozyon’ a sebep olmaktadır.

Tortum çayı , Tortum gölünden çıktıktan sonra gölün aşağı vadisinde aynı isimle çıkarak Tortum Şelalesini meydana getirir.

Yusufeli kıvrımında, su kavuşumu denen yerde Oltu çayı ile birleşerek Çoruh ırmağını meydana getirir ve Karadeniz’e dökülür.