Les processus fluviaux comprennent le mouvement des sédiments et l’érosion ou le dépôt sur le lit de la rivière.
L’érosion par l’eau en mouvement peut se produire de deux manières. Tout d’abord, le mouvement de l’eau à travers le lit du cours d’eau exerce une contrainte de cisaillement directement sur le lit. Si la force de cohésion du substrat est inférieure au cisaillement exercé, ou si le lit est composé de sédiments meubles qui peuvent être mobilisés par de telles contraintes, alors le lit sera abaissé purement par écoulement d’eau claire. Cependant, si la rivière transporte des quantités importantes de sédiments, ce matériau peut servir d’outils pour améliorer l’usure du lit (abrasion). En même temps, les fragments eux-mêmes sont broyés, devenant plus petits et plus arrondis (attrition).
Les sédiments des rivières sont transportés sous forme de charge de lit (les fragments les plus grossiers qui se rapprochent du lit) ou de charge en suspension (fragments les plus fins transportés dans l’eau). Il existe également un composant transporté sous forme de matière dissoute.
Pour chaque taille de grain, il existe une vitesse spécifique à laquelle les grains commencent à se déplacer, appelée vitesse d’entraînement. Cependant, les grains continueront à être transportés même si la vitesse tombe en dessous de la vitesse d’entraînement en raison de la friction réduite (ou supprimée) entre les grains et le lit de la rivière. Finalement, la vitesse tombera suffisamment basse pour que les grains soient déposés. Ceci est montré par la courbe de Hjulström.
Une rivière ne cesse de ramasser et de déposer des particules solides de roche et de sol de son lit sur toute sa longueur. Là où le débit de la rivière est rapide, plus de particules sont captées que lâchées. Lorsque le débit de la rivière est lent, plus de particules sont lâchées que ramassées. Les zones où plus de particules sont lâchées sont appelées plaines alluviales ou inondables, et les particules lâchées sont appelées alluvions.
Même les petits cours d’eau produisent des dépôts alluviaux, mais c’est dans les plaines inondables et les deltas des grandes rivières que l’on trouve de grands dépôts alluviaux géologiquement significatifs.
La quantité de matière transportée par une grande rivière est énorme. Les noms de nombreuses rivières dérivent de la couleur que la matière transportée donne à l’eau. Par exemple, le Huang He en Chine se traduit littéralement par « fleuve jaune », et le fleuve Mississippi aux États-Unis est également appelé « le Grand Boueux ». On estime que le fleuve Mississippi transporte chaque année 406 millions de tonnes de sédiments vers la mer, le fleuve jaune 796 millions de tonnes et le fleuve Pô en Italie 67 millions de tonnes.