Hệ thống sông Thu Bồn có nhiều phụ lưu do nhiều nguyên nhân khác nhau. Một trong những nguyên nhân chính là vùng đất phía trên sông Thu Bồn có địa hình đồi núi phức tạp, nhiều dòng suối và sông nhỏ chảy xuống sông chính, tạo ra nhiều phụ lưu. Ngoài ra, hệ thống sông này cũng chảy qua nhiều vùng đất đồng bằng, nơi có nhiều con sông nhỏ đổ vào sông chính, tạo ra thêm phụ lưu. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp nước cho các vùng đất ven sông và tạo ra môi trường sống phong phú cho động thực vật.