Der Lockwitzbach gehört neben der Weißeritz zu den wichtigsten linkselbischen Zuflüssen im Dresdner Stadtgebiet. Seine Quelle befindet sich in ca. 560 Metern Höhe am Kohlberg in der Nähe von Oberfrauendorf im Osterzgebirge. Von dort fließt er über Reinhardtsgrimma und Kreischa in Richtung Elbtal und erreicht in Lockwitz die Dresdner Stadtgrenze. Hier durchquert der Bach die Ortskerne von Lockwitz (Foto) und Niedersedlitz und mündet in Kleinzschachwitz bei Stromkilometer 44,8 in die Elbe. Seine Gesamtlänge beträgt ca. 23,8 Kilometer.

Bereits seit dem Mittelalter sind im Lockwitzgrund mehrere Wassermühlen erwähnt. Für deren Betrieb entstand in Lockwitz ein vom Bach abzweigender Mühlgraben, der eine kontinuierliche Wasserversorgung der Antriebsräder sicherte. Bedeutendste der ursprünglich fünf Lockwitzer Mühlen waren die Mittel- bzw. Hänichenmühle, die Niedermühle und die Hintermühle, in welcher 1895 Otto Rüger seine Schokoladenfabrik gründete. Am Rande des Dorfkerns (Am Plan) gab es bereits früh eine Furt, welche im Jahr 1696 durch eine später mehrfach erneuerte Brücke ersetzt wurde.

Mehrfach war das Lockwitztal von schweren Überschwemmungen betroffen. Die älteste Überlieferung stammt aus dem Jahr 1616, als ein Wolkenbruch im Erzgebirge Überflutungen in den unterhalb liegenden Dörfern zur Folge hatte. Auch 1897, 1934, 1954 und zuletzt 2002 richteten Hochwasser schwere Schäden an. Bereits 1865 hatte man deshalb in Niedersedlitz mit einer teilweisen Kanalisierung begonnen. In diesem Jahr entstand dort auch eine neue Brücke über den Lockwitzbach.

Nach der Flut von 1897 beschlossen die Behörden weitere Schutzmaßnahmen wie den Ausbau des Mühlgrabens ab der Tögelstraße und die Schaffung eines neuen Wehrs (Foto um 1910). Am 11. April 1927 wurde am Pferdetump in Altlockwitz ein automatisches Schwingwehr in Betrieb genommen. Außerdem ließ man das Flussbett über weite Strecken mit Deichen versehen, um die Überflutung angrenzender Siedlungen zu verhindern. Der Entlastung des Lockwitzbaches dient zusätzlich der Anfang des 20. Jahrhunderts ausgebaute Niedersedlitzer Flutgraben. Dieser zweigt ca. 5 Kilometer vor der eigentlichen Mündung vom Lockwitzbach ab, durchquert einen früheren Elbarm und mündet in der Nähe von Tolkewitz in die Elbe. Ein nur bei Starkregen wasserführender Zufluss des Lockwitzbaches ist der Maltengraben.