梅川位于台中盆地，属于乌溪水系，为柳川的支流。主流（最长河道）上游为葫芦墩圳系统的三分埔分线圳道，为柳川上游「北屯支线」的分流。源头（即分流点）位于台中市潭子区头家里（头家厝）。三分埔分线自该处分流后，向西南穿越头家厝聚落，转向南进入北屯区境后，再转向西南流经松竹北路、梅川北街，穿越松竹北一街后，因河道加盖而成暗渠。随后在梅川东路五段转向南流，至崇德六路口南侧附近分流成为梅川与旧土库溪。。梅川于分流后转向南南西流，至梅川东、西路四段恢复为明渠。续沿梅川东、西路流至三段过太原路后，河道加盖而成暗渠