Der Höllmühlbach ist ein Gewässer im Norden von Linz. Er ist ein linker Nebenfluss der Donau. Der Bach entspringt in Lichtenberg auf einer Seehöhe von etwa 800 Metern und mündet heute in das sogenannte Sammelgerinne. Seine Länge beträgt rund 8,5 Kilometer, sein Einzugsgebiet 8,1 km²
Linzer Stadtgebiet erreicht der Bach aus der Gemeinde Lichtenberg kommend. Entlang der Gründbergstraße fließt er zuerst in südliche Richtung. Später schwenkt er in südwestliche Richtung und folgt fortan der Nußbaumstraße. Der Höllmühlbach unterquert die Pachmayrstraße und die Leonfeldner Straße. Er überquert ein offenes Feld, unterquert dabei die Linzer Straße. Schließlich erreicht der Bach die Freistädter Straße und kurz darauf die Mühlkreis Autobahn. Unmittelbar danach mündet er in das Sammelgerinne, das an dieser Stelle vorrangig aus dem Dießenleitenbach besteht.