三重県四日市市小山町の丘陵地帯に発し東へ流れる。四日市市街南部を潤し、下流部で鹿化川、落合川と合流後、石炭埠頭付近で伊勢湾（四日市港）へ注ぐ。
天白川流域の四郷地区は紡績業などが発達した一方、河道が狭く短いため集中豪雨に弱い。1974年（昭和49年）7月25日の集中豪雨では、中流部を並走していた近鉄八王子線（現・四日市あすなろう鉄道八王子線）が冠水し、運休に追い込まれている。その後日永駅～西日野駅は復旧したものの西日野駅～伊勢八王子駅はそのまま廃止となった。
中流部には欧風建築の亀山製絲室山工場や四郷郷土資料館（旧・四郷村役場[1]）が残り、往時を偲ばせる。
