Çukurova'nın batı tarafından ve Tarsus şehri yakınından geçen önemli bir çaydır. Uzunluğu 106 km. dir. Kaynaklarını Torosların Bolkar dağlarından alan Tarsus çayı, yukarı kesiminde dağların dalgalı arazisinde akar, aşağılara indikçe dar ve derin vadiler içine sokulur, ovaya kadar böyle sürer. Tarsus çayının başlıca iki kolu Kadıncık deresi ve Cehennem deresidir.

Kadıncık deresi, Torosların yüksek yerlerinden doğar. Kışın dağların bu yüksek yerleri sürekli olarak karla örtülüdür. Bu karlar, kış boyunca yerinde kaldığından., akarsuya bu sıralarda bir katkıda bulunmaz. Yazın ise, sular kalker araziden dibe sızar. Bu yüzden Kadıncık deresinin yukarı kesimi sadece bir dere görünüşündedir. Asıl bol akışlı dere çok daha aşağılarda, gür kaynakları aldıktan sonra başlar. bu kesimde Kadıncık deresinin vadisi birdenbire derinleşir, boğazlar birbiri ardınca uzanır. Bu akarsu, daha aşağıda dibe batar. Daha sonra yer yer daralan vadisi içinde akar, ileride yine dibe dalar, daha ileride Yerköprü Kapızı denilen dar ve derin sarp yamaçlı vadide akmak üzere yoluna devam eder. Çok ileride Suçatı denilen yerde Cehennem deresi ile birleşir. Kadıncık deresi bu derin boğazlar kesiminde, yine yüksek dağlardan inen İnköy deresini ve Gülek Boğazından inen Deliçayı alarak büyür, yaz aylarında bile yayalara ancak yer yer geçit veren bir akarsu olur. Suların kabarık zamanlarında Yerköprü adı verilen pek daralmış ve suların battığı yerler bütün suları alamadıklarından, suların fazlası üstten aşar. Kadıncık deresi, bol suları, dar ve derin vadisi, dik eğimi ile önemli bir su-gücü kaynağı olduğu için, burada son yıllarda Kadıncık Barajı I adı ile bir baraj yapılmış, şimdi de Kadıncık Barajı II adı ile bir barajın yapılması işine girişilmiştir.

Cehennem deresi Kadıncık deresinin batısındadır. Başlangıç yeri Bolkar dağlarının güney yamaçlarına uzanır. Bu en yukarı kesiminde birkaç dere ve gür kaynakla beslenir, hemen aşağıda çok dar ve derin vadisine girer, sıra sıra birçok boğazlardan geçer, yeni kaynak sularını toplar ve biraz aşağıda son derece derin bir boğazda yerin altına dalar. Daha ileride hızlı akarak ve yer yer çağlayanlar halinde düşerek, yine pek derin ve dar boğazlardan geçer, Kadıncık deresi ile birleşir.

Her iki büyük dere birleştikten sonra artık Tarsus çayı meydana gelmiş olur. Bu da ovaya kadar çok yerinde dar vadilerden ve boğazlardan geçer. ovaya çıktıktan sonra birdenbire açılır, yatağı genişler. Tarsus şehrinin hemen doğusunda akar, Seyhan nehri ağzının yakınında, sulama nedeniyle oldukça zayıflamış bir halde denize dökülür.

Sularını topladığı alan çok geniş olmamakla beraber (yerüstü yağış alanı 2000 km2), çok yerinde Tarsus çayı güçlü bir akarsudur. Bazı yerlerinde ırmak görünüşündedir. Bu çayda yıl içinde kabarmalar ve çekilmeler olursa da, akışı oldukça düzenli sayılır. Yukarı ve orta kesimi bol yağışlı ve kalın kar örtüleri de bulunan dağlara dayandığı için, Mayıs ve Haziran'daki yağmurlar kesilince, dağlardaki karlar ağır ağır erir ve kol dereleri beslerler. Bu sular, buradaki kalker arazide kısmen sızar, yeraltında karstik su damarları, su depoları oluşur, bunlar yer yer gür kaynaklar halinde çıkarak Tarsus çayının kollarına karışır veya doğruca bu suyu beslerler. Ancak, Tarsus çayının yatağı çok dik olduğundan, sağanaklar ve ani kar erimeleri halinde şiddetli kabarmalar olur, ovada taşkınlar belirir. Bunun için, şehrin kuzeyinde yapılan baraj ile bu çevreyi ve şehri su baskınlarından kuruma, sulama suyu ve enerji sağlamak yolları aranmıştır.

Tarsus çayı, yukarılardan sürüklediği alüvyonları düzlükte ve ağzına yakın yerlerde yığmış, böylece birkaç bin yıl içinde deltasını hızla geliştirmiştir. Eskiçağda henüz kıyıda, küçük gemilerin olsun yanaşabilmiş oldukları sanılan bir liman olarak Tarsus, şimdi çok içerilerde kalmıştır.