柴汶河发源于沂源县西南部牛栏峪一带，东流至周科峪西折向西南流，穿山东省新泰市东周水库，经新泰、宁阳县境至大汶口入主流牟汶河。因流经汉柴县故城，故名柴汶。河长116公里，流域面积1944平方公里。