新竹的母親河—頭前溪，據說是由竹北六張犁開基祖林先坤所命名的，舊時曾被稱為金門厝溪（流經金門厝）、油羅溪（從油羅山流出來的水）、竹塹溪（從竹塹港，也就是現在的舊港島出海）等。
在1904年（明治37年）完成的《臺灣堡圖》中開始出現頭前溪的名稱，但當時指的是溪洲下游的河段，和現今所指油羅溪與上坪溪在竹東大橋附近合流之後的中、下游河段不同。
頭前溪上游兩大支流分別為油羅溪、上坪溪。圖攝於油羅溪北角大橋。記者蔡宗儒／攝影
頭前溪屬中央管河川，上游兩大支流為油羅溪、上坪溪，分別源自李崠山（標高1,913公尺）、雪山山脈的鹿場大山（標高2,616公尺），匯流後始稱為頭前溪，經竹東鎮、芎林鄉、竹北市、新竹市，在南寮附近與鳳山溪匯流約500公尺後注入臺灣海峽，主流長度63.03公里，流域面積565.94平方公里。
頭前溪流域的地形，由東南山岳地帶向西北逐漸傾斜，依序為山岳、丘陵、台地和沖積平原。上游位於尖石、五峰等山地鄉，多為山林地帶，有李崠山、五指山等名山，及溫泉、溪谷、瀑布羅列其間；下游的新竹平原，是由頭前溪、鳳山溪與客雅溪共同沖積而成，大量漂沙導致海岸堆積，溪口沙洲持續擴大中。
該流域的年平均雨量約2,000多毫米，受季風和颱風影響，雨量集中於四月至九月，而每年十月至翌年三月為旱季。由於頭前溪的落差大，平均坡降約1/190，地勢傾斜、水流湍急，夏季易有山洪氾濫，冬季河床經常乾涸。
從上游到下游的主要支流，包括：油羅溪、上坪溪、鹿寮坑溪、崁下溪、柯子湖溪、冷水坑溪、豆子埔溪等。
頭前溪流域主要包括新竹縣尖石鄉、五峰鄉、橫山鄉、竹東鎮、芎林鄉、竹北市及新竹市，沿溪居民族群相當多元，河口地帶以閩南人（如興建隆恩圳的泉州人王世傑及其鄉親）為主，下游為閩客合居，中上游是客家庄（如粵人林欽堂、林先坤、姜勝智、林春秀等），山區則有泰雅族與賽夏族原住民。自臺灣光復到政府撤退遷臺以來，隨軍隊而來的大量移民也散居於各鄉鎮市。
明末以後移民來台墾殖，才開始小規模引水利用。建於康熙年間的隆恩圳，將竹塹近郊千甲荒地變水田，是台灣三大古圳之一；後來隆恩圳取水口被延伸改建為隆恩堰，連同上坪溪的上坪攔河堰，除提供農業灌溉用水外，並與寶山水庫和寶山第二水庫聯合運用，供應民生及工業用水。
1980年代，台灣第一座科學工業園區在新竹落腳，形成新興的科技產業聚落，為全球半導體業的科技重鎮之一，也獲得「台灣矽谷」之稱，而攸關生產命脈的工業用水，即是引自頭前溪。
由河口至源頭，頭前溪河段的主要橋樑，包括：竹港大橋、舊港大橋、舊社大橋、頭前溪橋（省道台1線、台鐵縱貫線、國道1號）、經國大橋、興隆大橋（高鐵五路）、頭前溪橋（台鐵六家線、台灣高鐵）、中正大橋、新中正橋、頭前溪橋（國道3號）及竹林大橋等。
位於油羅溪義興大橋與北角吊橋中間所種植的櫻花。記者蔡宗儒／攝影
白鷺鷥。圖片來源／羅慧娟提供
甜根子草，2023年的夕陽。圖片來源／劉月梅提供
栗小鷺。圖片來源／羅慧娟提供
在頭前溪左岸自行車道附近的草地環境，有稀有植物—臺灣大豆的分佈。臺灣大豆是臺灣原生特有亞種，喜好生長於全日照的開闊環境，特別是河川高灘地上，夏秋交界時會開出紫色小花。
中秋節前後，頭前溪畔常可看見大片白茫茫的甜根子草，因爲會將糖分儲存在莖部，嚐起來帶有甜味而得名，是臺灣河川高灘地的秋天標誌性景觀。銀合歡、互花米草、小花蔓澤蘭等植物，則是當地較常見破壞棲地環境的強勢外來種。
新竹市日本海軍第六燃料廠新竹支廠，簡稱六燃，是台灣重要的二戰工業遺址之一；2011年在六燃的大煙囪內發現全台唯一的霜毛蝠生殖群集，主要以頭前溪流域至出海口一帶為覓食活動區域，近年也在頭前溪上游的觀霧地區發現其珍稀蹤跡。
臺灣原生種水鳥—彩鷸、翠鳥、小雲雀、八哥、麻雀、班文鳥、蒼鷺、夜鷺等鳥類，還有眼蛺蝶、花鳳蝶、粗鉤春蜓、臺灣窗螢等昆蟲，以及貢德氏赤蛙、蓬萊草蜥、無毒的草花蛇等兩棲類，都是在頭前溪流域較常見的動物。
在頭前溪流域也可觀察到毛蟹，牠們是河海洄游生物，每年冬至前後會到河口產卵，小毛蟹苗在海邊漂流一個月後會回到半淡鹹水的河口，待長成約指甲大小時，再利用夏季豐沛的溪水溯溪洄游到中上游的山溝或小溪去成長。
在頭前溪的出海口泥灘地、紅樹林及河口濕地，經常可見有著一對招牌突出眼睛的招潮蟹類分布與活動。在水質較清潔的頭前溪主流水域，曾發現明潭吻鰕虎，為臺灣特有種魚類，喜愛棲息在溪流底部的石頭上。
上游山地鄉（尖石、五峰）：生產水蜜桃、山藥、雪蓮、甜柿等高冷蔬果。
中游平地鄉鎮（橫山、芎林、竹東）：橫山以柑橘、柿子為主；芎林、竹東出產蕃茄外，亦以客家米食如菜包、水粄、粄條、湯圓等聞名。
下游縣市（竹北市、新竹市）：竹北市特產以各式各樣的蔬菜為主；新竹市最知名的是米粉、貢丸、花生醬。
旱坑地區曬柿子紅咚咚的富饒景象，是新竹客家文化最深刻的代表圖像。
圖片來源／聯合報系資料庫
清泉部落位於新竹縣五峰鄉桃山村，清溪隨處都有溫泉，為著名的溫泉鄉，擁有林泉、吊橋等景觀，已故知名旅遊作家三毛曾撰寫《清泉故事》，加上「西安事變」的「少帥」張學良曾經幽居此地，使得慕名而來者極多。
軟橋彩繪村是客家有機農村，有上坪溪水潺潺流過，臺電公司在竹東圳的圳路上建置了桂山發電廠軟橋分廠，是全臺最小的無人水力發電廠，並將其規劃成水力發電紀念公園，家家戶戶的牆面彩繪更是社區的一大特色。
其他如坐落於新竹縣芎林鄉鹿寮坑的自然谷環境信託基地、新竹六燃的霜毛蝠棲地—大煙囪下的家，以及頭前溪出海口附近的舊港島等地，都是探索歷史人文或自然生態的好去處。
早期河川治理偏重治水、利水、防洪減災，近年已轉變為重視河川生態保育，致力追求人類與自然的和諧共存。為因應氣候變遷與生物多樣性喪失的風險，河川治理亦要考量棲地環境保育、水岸風貌、水文化、歷史及自然地景等；同時將生態系服務功能（如糧食、乾淨水的供給等）納入整體考量，營造水、自然及人類之間的平衡關係。水道風險（安全防洪）、土地洪氾風險（韌性承洪）、藍綠網絡保育（修復永續），以及水岸縫合（克己補綠）是四大調適面向。
頭前溪隆恩堰水面上積累著家汙廢水的泡沫。記者陳靖宜／攝影
鹿寮坑溪旁，常有垃圾被隨意丟棄至溪邊草叢。記者蔡宗儒／攝影
位於鹿寮坑溪五華工業區永安橋旁排水水道上，累積著工業及家汙廢水。記者蔡宗儒／攝影
竹東掩埋場。圖片來源／聯合報系資料庫
2022年荒野保護協會第一次執行頭前溪流域的川廢調查，發現相對其他縣市，頭前溪的垃圾數量比較多，而且80%的垃圾集中在10%的河段，當時統計河川廢棄物分佈的三大熱點，分別是在出海口的左右岸、舊社大橋、中正大橋及上坪溪等地。
頭前溪是新竹地區的重要水源，特別是飲用水取水口的上游，卻有家庭生活汙水、垃圾滲出水、工業廢汙水、非法露營區汙水等多重污染源。例如新竹縣竹東鎮有一座垃圾掩埋場，垃圾滲出水可能會隨著雨水流進掩埋場下方的沙坑溪，並匯入頭前溪。
此外，位於頭前溪上游支流鹿寮坑溪旁、設立已超過40年的五華工業區，1990年代開始有半導體工廠進駐，但因為工業區沒有集中廢水處理設施，部分廠商會將廢水直接排進溪流。先前環保團體與大學合作調查，曾發現五華工業區排放口附近的田螺死亡或生長較差，且螺殼上檢驗出「鎵」，可能來自「砷化鎵」這種半導體原料。
清大研究團隊近年進行頭前溪的底泥檢測與生物毒性研究，發現「鎳」含量超過國內底泥品質指標下限，凸顯新竹作為半導體產業重鎮，必須正視新興污染物、重金屬污染等問題。
成立於2011年的「自然谷環境信託基地」，是台灣第一個成功的環境信託案例，這裡不僅僅是單純保留自然棲地，同時也是環境的學習中心，尊重生命，推廣環境教育及棲地保護，讓每個人都有機會參與相關環境議題及志工行動，藉由實際的參與促進公民的環境意識，發揮一己之力，為台灣山林永久保存一片淨土。
新竹縣芎林自然谷是臺灣第一個環境信託典範，也舉辦許多課程推廣環境教育，圖為自然谷舉辦「認識火」課程。圖片來源／聯合報系資料庫
繼北部淡水河、台中烏溪之後，荒野保護協會公布新竹頭前溪「河川廢棄物快篩調查」結果，發現全長近200公里的流域中，有高達136萬公升的河川廢棄物，八成以上都是塑膠製品。垃圾熱點多在出海口、新竹車站、高鐵站，以及觀光景點附近流域。
新竹荒野頭前溪川廢快篩技術工作坊，參與的志工們分組練習實作調查。記者蔡宗儒／攝影
成立於2020年的台灣乾淨水行動聯盟，關注台灣水資源永續運用議題，先前在大新竹地區歷經四年的公民行動，倡議「飲排分離」及「灌排分離」，也主導新竹市喝好水地方公投連署。
在倡議過程中，發現許多民眾對於自己周邊的水環境認知甚少，也發現水跨越行政區域，很容易因此成為三不管地帶。唯有透過提升水環境公民力，提升民眾參與水議題的相關背景知識及行動力，在政策倡議上才能有助於水資源永續運用。
由台灣乾淨水行動聯盟發起的地方公投「喝好水」，獲得跨黨派支持，2021年在頭前溪畔舉行記者會，呼籲市民記得領第5張選票，並投下同意票。圖片來源／聯合報系資料庫
在頭前溪的出海口有一個名為舊港的小島，位於往返新竹縣、新竹市橋樑的中間。過去海巡署使用的建築，目前由「島港。豐。巢」團隊進駐，每日都會開放與社區共用，並邀請當地區民共創食物森林，透過舉辦環島馬拉松、環境大冒險、島內求生、音樂祭、橫渡頭前溪等有趣活動關心生活環境。
竹塹社大「島港豐巢」團隊駐點舊港島。記者陳靖宜／攝影
2024年揭碑的「水清木華：環境科學與永續流域生活圈」永續棧，以清大擅長的環境科學及AI人工智慧技術，串聯國科會、水利署、環境部等政府單位，及荒野保護協會等在地環保團體的力量，一同守護頭前溪等河川流域。
2024年揭牌的清華大學永續棧，運用環境科學和AI科技，結合公部門及環保團體，一同守護頭前溪等河川流域。記者蔡宗儒／攝影
