桶后溪位于台湾省北部，是新店溪支流南势溪的最大支流，流域分布于台北县乌来乡东北部。其源头位于烘炉地山，向西偏北流至孝义，汇集南边的支流阿玉溪后，继续流至乌来，在此注入南势溪而终止。

桶后溪上游有桶后越岭古道，可通往宜兰县礁溪乡。