A Sub-bacia do Monjolinho abrange uma área de 273,77 m² e além da zona rural, drena a zona urbana do Município.
Abriga a primeira usina hidrelétrica a entrar em operação no estado de São Paulo, construída em 1893, a Usina Hidrelétrica do Monjolinho está localizada na Fazenda Cascatinha na Estrada Municipal São Carlos – Usina Açucareira da Serra, km 7, a uma distância de aproximadamente 3 km da Rotatória do Cristo Redentor.
O Rio do Monjolinho nasce a leste do município, na região do Bairro Douradinho, e deságua no Rio Jacaré-Guaçu, na divisa dos municípios de São Carlos e Ribeirão Bonito. Percorre uma extensão de cerca de 40 km no sentido leste-oeste, atravessando a área urbana da cidade de São Carlos.
Durante o percurso na área urbana, o Rio do Monjolinho recebe afluentes que formam microbacias, sendo estes:
O Córrego Santa Maria do Leme, o Córrego do Tijuco Preto, o Córrego do Mineirinho, o Córrego do Gregório, o Córrego do Medeiros, o Córrego da Água Quente e o Córrego da Água Fria.
Por fim, em direção à área rural, o Rio do Monjolinho segue até desembocar no Rio Jacaré-Guaçu, na divisa com o município de Ribeirão Bonito.