榆溪河，源于榆林市榆阳区小壕兔乡刀兔海子西的水掌泉，由北向东南，流经小壕兔、孟家湾、牛家梁、榆阳、刘官寨、鱼河6乡（镇），在鱼河镇王沙坬汇入无定河，全长98公里，为榆林市境内最长河流。流域面积4000平方公里，全程落差285米，平均比降3.07‰。河源至红石峡河床宽500～1000米，红石峡以南河谷宽50～2000米，红石峡至米家园则段有5处跌水，落差1.5～7米不等，水力蕴藏量较丰富。
红石峡，为榆溪河中游峡谷地带，以摩崖石刻知名。据《创建石佛殿碑记》记载：“为宋、元间古刹”，有近千年的历史。明代成化年间维修后，改为雄山寺。到清康熙年间又重修，更名镇远寺。
红石峡存有自明成化年以来大小摩崖石刻字幅185块，其中东崖126块，刻字大的有4米见方，且长宽不等。石刻有题诗、记功、纪游、喻景、抒怀等，书法真草隶篆俱全，并兼有蒙文，笔法各异，镌刻有别，存有巨幅题记84幅，其中东崖54幅、西崖30幅。
另有红石峡石窟洞、“天门”、“地门”、黑龙洞、一线天、黄龙潭、相吻石、逍遥石、黑龙潭、钟乳石、悬石、黄龙瀑、天然壁画、天女散花瀑布等景点。
榆溪河常年流量11.75立方米/秒（榆林站），流量较稳定，下游平均含泥沙量11.7公斤/立方米。
历史上，榆溪河经济的洪涝灾害有：
乾隆十四年（1749），榆溪河发大水，堤岸、道路及榆林城西城墙尽被冲塌。
道光十四年（1834）六月，榆溪河水暴涨，冲毁两岸田地661亩。十六年（1836），全境水灾。
同治十二年（1873），榆溪河水暴涨，两岸杨、柳树连根尽被洪水冲走。十三年（1874）八月多暴雨，山洪冲毁红石峡雄山寺庙建河堤，石路阶树木荡然无存。
民国22年（1933）6月，屡降暴雨，无定河两岸滩地多被冲毁，下盐湾一带房屋被无定河洪水淹没，许多人用门板、笸箩漂乘逃命，亦有不少人淹死。7月2日，倾盆大雨连降5日不止，就地起水。8月7日，本境北部大雨，孟家湾一带榆溪河洪水流量1950立方米/秒，田地淹没，禾苗冲毁。
1954年8月下旬至9月初多次降暴雨成灾，9月2日榆溪河洪水流量800立方米/秒，洪水溢岸冲进榆林城小西门，水淹二街，毁房190间。河堤岸决口11处，长1733米。
1960年9月，连降暴雨，榆溪河上游溢漫农田上千亩。
榆溪河较大支流有：
刀兔海子，位于榆阳区小壕兔乡刀兔村东南部，水域面积1250亩，深1.2～7米。80年代年产鱼0.5万公斤左右，有海蚌、菱角等。
五道河，是榆溪河上源东支流，源出榆阳区小壕乡刀兔海子西的河掌泉，向南流经孟家湾乡地，在牛家梁乡西北端王化圪堵村东与圪求河相汇为榆溪河，长32公里，常年流量2.09立方米/秒，流域面积524平方公里。其大的支流四道河，源于孟家湾乡东板城滩，在大海则湾南注入五道河，长6公里，常年流量0.3立方米/秒，流域面积205平方公里。
圪求河，是榆溪河上源中支流，源出榆阳区孟家湾乡圪求河村哈拉界泉，向东南流经孟家湾乡地，在牛家梁乡西北端王化圪堵村东与五道河相汇为榆溪河，长20.5公里，常年流量2.2立方米/秒，流域面积128.6平方公里。
白河，是榆溪河上源西支流，源于内蒙乌审旗乌拉特老亥庙，向东南流入榆阳区境河口水库，又流经岔河则乡地，在牛家梁乡庙咀村南入榆溪河，全长54公里，境内长38公里，常年流量1.3立方米/秒，流域面积809平方公里。该河在上游内蒙地属季节性河流，入本境成常年性河流。
三道河，源于榆阳区孟家湾乡东大免兔村北，向西南穿孟家湾乡地，在牛家梁乡王化圪堵村南入榆溪河，长15公里，常年流量0.2立方米/秒，流域面积130平方公里。
二道河，源于榆阳区金鸡滩乡马家伙场，向西南穿金鸡滩乡地，在牛家梁乡李家伙场村西入榆溪河，全长18公里，常年流量0.13立方米/秒，流域面积15平方公里。
头道河，源于榆阳区麻黄梁镇银山界村北，由东北向西南流经麻黄梁、牛家梁乡地，在头道河则村西入榆溪河，全长30公里，常年流量0.3立方米/秒，流域面262平方公里。上游银山界至石峁水库又称柳巷河，长18公里。有小支流七山沟河流，长4公里。
芹河，源于榆阳区芹河乡水掌村西，向东穿芹河乡地，在榆阳乡王家楼村东入榆溪河，长16.5公里，常年流量1.33立方米/秒，流域面积182.5平方公里。
沙河，源于榆阳区榆阳镇纪家峁村西，向东在沙河口村东入榆溪河，长8公里，常年流量0.13立方米/秒，流域面积133平方公里。
榆阳河，源于榆阳区青云乡钟家沟村水掌泉，向西南在榆林城南入榆溪河，长5.6公里，常年流量0.35立方米/秒，流域面积4.5公里。
青云沟河，源于榆阳区青云乡色草湾村大碾沟泉，向西南穿青云乡地，在刘官寨乡三岔湾与刘千河合流后汇入榆溪河，长21公里，常年流量0.54立方米/秒，流域面积111平方公里。有小支流杜家沟河、石沟河等。
刘千河，源于榆阳区麻黄镇旧堡村东山下，向西南穿刘千河、古塔乡地，在刘官寨乡三岔湾与青云沟河汇流入榆溪河，长28公里，常年流量0.3立方米/秒，流域面积137平方公里。有较大支流芦沟河、古塔沟河等。
花园沟河，源于榆阳区古塔乡西阳坬村，向西南在归德堡村北注入榆溪河，长8.8公里，常年流量0.08立方米/秒，流域面积65平方公里。
西沟河，源于横山县白界乡牌楼界村西北，向东南在榆阳区归德堡西入榆溪河，全长7公里，境内长3公里，常年流量0.04立方米/秒，流域面积25平方公里。
许家崖沟河，源于榆阳区古塔乡阳高山西侧，向西南流穿古塔乡地，在鱼河镇许家崖村西注入榆溪河，长9.8公里，常年流量0.06立方米/秒，流域面积52平方公里。
灌溉工程
红石峡渠，民营渠道，源于榆林城北榆溪河红石峡。明成化八年（1472）巡抚余子俊、举人纪温主持开凿。正德年间渠废，嘉靖年间巡抚张子立修复。万历二年（1574）渠被洪水冲毁，巡抚张守中主持，由榆林城人刘勋等在红石峡石崖东侧的慈仁殿内“凿水洞为渠”修复。清初，渠淤泛溃又废，康熙三十六年（1697）兵备道董沛年修复。乾隆三十六年（1771）渠“辄复淤坏”，知县黄照等修复，并南拓15里，称广泽渠。光绪六年（1880）开凿普渡桥西崖底石壕，建成东西两道渠。经多次拓修，至1949年，西支渠经西岸石崖灌溉麻地湾滩地300余亩，东干渠在红山寺北约200米处水磨梁引水，经东岸明代所凿石洞石壕，跨北岳庙三道沟至官井滩，灌田800亩。1956年红石峡水库建成，河床刷深，引水困难，同年春在原进水口处砌筑石滚坝，设进水闸、冲刷闸，扩大石渠石洞断面，引水1.2立方米/秒。1957年，在废普渡桥基上建跨度为3.8米两孔桥涵式渡槽，长30米，引水西过麻地湾，扩浇农田700亩。由于桥脚基年长，浸润剥蚀严重，在施工时未做处理，渡槽运行3年，发生裂纹。河槽刷深后，东护岸崩塌，输水中断。1959年，维修又建13米跨度涵洞1孔。1961年两洞一齐塌毁，输水复断。1963年春，在原桥址北42米处兴建4米跨度4孔涵洞渡槽。1967年夏，加宽加高渡槽输水壕，东西两渠浇灌农田0.4万亩。
三岔湾渠，在榆溪河韦家梁段（在刘官寨乡）筑坝引水。1958年，兴建渠首砌石滚水坝，开渠至归德堡赵渠沟，长12公里，设计输水1立方米/秒。1964年，接赵渠沟干渠延长至米家园子，全程15.5公里，设施面积1.9万亩。1976年扩建，拓宽渠首输水渠3公里，引水达3立方米/秒，兴建赵庄抽水站输水支渠0.5公里。渠道全程设倒虹、闸、涵洞等100座，国家投资130.8万元。 渠首滚坝为浆砌青料石重力坝，长27米，高4米，顶宽1米，设计过坝洪峰流量百年一遇为380立方米/秒。坝体左端设冲刷闸两孔，开敞式，宽1.5米，配钢体闸板，装10吨丝杠启闭机两台。进水闸1孔，宽2.4米，配钢体闸板，装5吨丝杠启闭机。
榆惠渠，1944年始动工修建，后因解放战争爆发停建。1950年恢复修建。在榆溪河李家沟段（在鱼河镇）筑坝引水，输水渠分东西两渠：东渠道水至党家街小河南，长18公里，渠首输水1.5立方米/秒，设施面积0.93万亩；西渠通水至王沙坬，长4公里，渠首输水0.6立方米/秒，设施面积0.35万亩。
榆高渠，在榆溪河米家园段（在鱼河镇）筑坝引水。工程分两期。1958—1963年，完成渠首坝、闸工程，引水5立方米/秒，渠道至鱼河干沟，长16公里。渠首起10公里处作倒虹西跨榆溪河，至王沙坬入榆惠渠西支渠。1971—1972年，组织全县劳力会战兴建干沟东干渠南拓延至上盐湾寨坬村，全程长36公里，设施面积2.1万亩。期间，抽调上盐湾、鱼河、古塔、董家湾等公社基干女民兵140多名，组建成“红色娘子军”。她们开山凿石，先后建成“三八”倒虹、郑家沟渡槽等主要工程，人们称她们为榆高渠的“女石匠”。渠首，浆砌石重力坝，1963年建竣后于1964年水毁，当年10月复建，翌年2月告竣。坝长72.85米，顶宽1.3米，高3.5米，设计过坝洪峰流量300年一遇为0.244万立方米/秒。渠道引水渠砌石暗渠329米，隧洞430米，渠道全程跨6条河，过51座沙丘，填42条沟，穿99道山梁。沿程兴建隧洞420米、倒虹7座，涵洞33座、退水4座、双曲拱渡槽1座，完成土石方141万立方米，国家投资527万元。
黑海子渠，是境内沙漠滩区兴建较早的民营渠道。1921—1929年间，当地民众曾几次集资筹划兴建，由于财力不足未能实施。1953年，民办公助，于榆溪河上游庙咀（在牛家梁乡）导流，建成上段干渠，长5.8公里。1954年南延干渠6.6公里。渠首经赵元湾、黑海则、高家伙场、吴家湾、牛家梁等15村，至牛家梁村南端退水。全长12.4公里，设施面积1.5万亩。
榆东渠，在榆溪河上游红伙梁（在孟家湾乡）筑坝引水。原计划引水至榆林城东七里沙，退水于榆阳河源，全长计70公里。1958年3月兴工，施工中，因水量不足，加之七里沙地势高，当时不能提引，故停修七里沙地段渠道，已修成的渠道报废。当年10月修成渠首至榆卜界上段干渠，长32.5公里，引水量1.5立方米/秒；下段石峁水库起水至马圈沟西北沙地干渠，长17.5公里，引水量0.5立方米/秒。该渠是榆林市治理沙漠的骨干工程，为治沙史上的创举。1958年12月26日《人民日报》发表题为“在沙漠里修成百里运河——榆东渠”的文章颂扬榆林人民治沙修渠的事迹。至1960年全渠工程完善，沿渠建公路桥、退水、引水闸、倒虹、排洪涵洞等建筑36座。
榆西渠，在白河排则湾段（在岔河则乡）引水，经岔河则、马合农场，西南延至小纪汗乡的昌汗界北沙，长19.1公里，引水0.8立方米/秒，有效灌溉面积0.35万亩。渠道工程于1958年3月开工，1959年11月告竣，国家投资20万元。渠道底宽2.5米，深1.5米，边坡1∶1，比降1/2500，沿程建退水、桥涵等建筑物11座。
西沙渠，榆溪河刀则湾段右岸导流建闸进水，渠道引水4立方米/秒。渠道沿榆溪河西沙畔南行2.5公里入沙漠，跨芹河南延至尤家峁水库，全程22公里，设施面积4.8万亩。渠道工程，1972年9月16日动工，1978年10月告竣。先后投工105万个，完成沙土石方902万立方米，国家投资286万元。引水渠全程砌护，其中砂块石砌护2公里、瓷板砌护20公里。渠堤左岸全程铺垫黄土，作简易公路，沿程建水利工程建筑物50座。1981年在闸北700米处建倒虹穿榆溪河，引东岸陈家伙场阴壕水0.5立方米/秒，与原引转龙湾阴壕之水共计1.6立方米/秒。西沙渠的建成，不仅使榆林城西10多平方公里的荒沙滩变成水浇田，而且为20世纪80年代开拓榆林西沙新城奠定基础。
蓄水工程
红石峡水库，位于榆溪河红石峡原普济桥址，流域总面积0.45万平方公里，除去库区内上游三座中型水库控制面积，实控面积0.206平方公里，总库容1900万立方米，死库容50万立方米，行效库容1100万立方米，防洪库容750万立方米。水库大坝雄居石峡中，1955年3月兴工，同年6月告竣。坝高15米，顶长39.4米，顶宽4米；坝基长19.3米，宽15.7米。坝体为水泥浆砌青料石砌表面，内填水泥白灰浆砌砂块石。坝身深入河床石层两米。坝体中心线采用弧形曲线，半径48.6米，呈曲拱坝型。坝体下方建东西控制闸和放水闸各两孔。东放水洞马蹄形断面，长37.12米，比降1∶400，出口联接北郊抽水站一级站进水闸。西排水洞马蹄形断面，长47.54米，比降1∶12，西侧接连发电站输水洞。水库工程，完成土方0.138万立方米，石方0.433万立方米，砼12.9立方米，用技工1.22万个，普工1.6万个，国家投资17.96万元。
中营盘水库，位于榆林市孟家湾乡中营盘村无定河水系的榆溪河干流上，坝址以上控制流域面积606.7平方公里，属风沙区，多年平均降水量400毫米，多年平均径流量7414万立方米，多年平均输沙量10万吨。工程由榆林市水电局设计、施工，1970年3月开工，1972年10月竣工。水库以灌溉为主，兼有发电、养鱼、治沙等效益。水库枢纽由大坝和输水管道组成，未建泄洪设施。大坝为均质沙坝，高27米，坝顶高程1224米，坝顶长670米，宽6米；迎水坡1∶8～10，背水坡1∶5～6。坝基未作防渗处理，采用坝后堆石体反滤排水。总库容1900万立方米，有效库容1690万立方米。输水采用卧管形式，共12级24孔，每级高差1米。最低一级孔底高程1208.41米。最大输水量7立方米每秒。卧管后紧接高1.35米、宽1.2米、长195米的马蹄形输水洞，出口建有分水闸和12米跌差的退水渠。工程总投资135万元，其中国家投资85万元，群众投工33万个工日，完成土方140万立方米，石方0.5万立方米。1973年使用以来，除保证榆东渠灌区用水外，还供榆高、榆低、三岔湾、城关、牛家梁、黑海则6渠和南郊、北郊2座抽水站以及水库下游孟家万水电站枯水期用水，供水灌溉面积近10万亩。近年主要供榆东渠灌区用水，设施灌溉面积1万亩，有效灌溉面积0.92万亩。水库养鱼效益较好，最高年产量达到4.5万公斤。
河道整治
20世纪90年代后期，随着经济社会发展和城市建设力度的不断加大，榆溪河的上游建起了工厂，两岸居民也逐渐增多。大量的污水垃圾被倾倒在河里，致使河水堵塞、污浊不堪。2004年，经过科学的规划决策，榆林市决定实施榆溪河综合治理工程。2011年，榆溪河一、二、三期公园基础建设工程全面完工。
治理工程包括堤防工程、生态景观工程、绿化环境工程三部分，堤防工程结构以浆砌石堤防为主，辅助部分土堤。为满足沉沙、景观蓄水、提水灌溉需要，规划设置拦水橡胶坝4座、拦河闸1座。榆溪河设防标准为50年一遇。根据基地的自然结构，建设了榆溪河景观带，通过植物景观的营造，把榆溪河景观带建设成开放式大型带状绿地，分段建设标题性景区，形成段段不同，景景有别的自然风景林。
