新虎尾溪是中国台湾地区中部浊水溪下游的四大分流河道之一，属于浊水溪水系的重要组成部分。该溪发源于浊水溪干流进入平原后形成的冲积扇区域，自林内段开始分流，沿西中部地域向台湾海峡延伸，最终与其他三条分流河道共同构成浊水溪入海水系。历史上因水利工程建设和农田开发，新虎尾溪曾经历河道变迁，现呈现断头溪特征。

新虎尾溪分布于浊水溪下游冲积扇平原的南侧，北与西螺溪（浊水溪主流）相邻，南接北港溪，整体位于台湾本岛西中部区域。其河道始于浊水溪与清水溪交汇后的林内段，向东延伸约15公里后转折向西，最终注入台湾海峡。流域范围覆盖云林县部分地区，河道两侧多为农业耕作区。

作为浊水溪下游分流体系的重要组成，新虎尾溪具有典型的冲积扇河道特征。河床主要由砂质沉积物构成，汛期流量受浊水溪主流水量影响显著。由于分流位置接近河口段，河道比降平缓（约0.1‰）。枯水期河道呈现间歇性断流现象，与西螺溪常年径流形成鲜明对比。

19世纪末期浊水溪主流曾流经虎尾溪河道，当时新虎尾溪承载较大流量。1904年护堤工程实施后，主流被固定于西螺溪，导致新虎尾溪逐渐失去稳定水源补给。20世纪50年代农田水利设施扩建，进一步切断了该溪与上游的水力联系。1980年代测量数据显示，河道年均输沙量约120万吨。

新虎尾溪流域开发始于日据时期的仑背乡垦殖，早期建设有虎尾圳等灌溉渠道引取溪水。现今河道虽已断头，但通过区域性排水系统仍承担着农田的排涝功能。河岸两侧堤防工程总长23.6公里，防洪标准为10年一遇。

河道生态系统呈现人工化特征，原生植被覆盖率不足15%。主要水生生物包括罗非鱼、鲤鱼等耐污物种。2015年环保团体调查显示，河道中游段氨氮浓度最高达2.8mg/L。近年来因水利设施建设导致河道干涸问题加剧。