A mellékfolyó olyan patak vagy folyó, amely egy fő folyóba torkollik és csatlakozik hozzá. Nem folyik közvetlenül a tengerbe. Azt a helyet, ahol a mellékfolyó és a főfolyó találkozik, összefolyásnak nevezzük.
A mellékfolyó eredetét forrásnak nevezzük. Ez az a hely, ahol a víz megkezdi útját az óceán vagy a tenger felé. A forrás általában magasan fekszik, és a víz sokféle helyről származhat, például tavakból, olvadó jégből és víz alatti forrásokból. A folyó mérete a forrástól a torkolatig tartó útja során nagymértékben megnőhet, mivel más mellékfolyók is csatlakoznak hozzá, és hozzáadják vízterhelésüket a folyóhoz. A talajvíz is növelheti a folyó térfogatát. Az Amazonasnak több ezer mellékfolyója van. Ezek mind beletorkollnak, így a világ legnagyobb folyója a térfogatát tekintve.
Nem minden mellékfolyó folyik egész évben, mivel az időjárási viszonyok befolyásolhatják őket. A nyári hónapokban például a kisebb mellékfolyók teljesen kiszáradhatnak, és kiszáradt iszapmedreket hagyhatnak maguk után.
A Mississippi folyó Észak-Amerika leghosszabb folyója, mintegy 2350 mérfölddel (3780 kilométer). Számos mellékfolyója van, köztük az Ohio folyó és a Missouri folyó.