השם איילון נזכר בתורה בפסוק המפורסם בספר יהושע: "...שמש בגבעון דום וירח בעמק איילון" (יהושע, פרק י', פסוק י"ב). נחל איילון מתחיל את דרכו בהרי יהודה והוא עובר בעמק איילון, שממנו קיבל את שמו. בהמשך דרכו הוא עובר סמוך לנמל התעופה בן-גוריון, וסמוך לפארק איילון, ליד חיריה. כאשר הנחל נכנס לתל–אביב-יפו הוא עובר בין המסלולים של נתיבי איילון ולבסוף מתחבר לנהר הירקון.

נחל איילון הוא נחל אכזב – בתקופת הגשמים, בחורף, זורמים בו מים, אבל בקיץ הוא יבש. בעבר הרחוק נחל איילון היה נחל איתן, שזרמו בו מים כל ימות השנה. אבל מי המעיינות שהזינו אותו הופנו להשקיית גידולי חקלאות, והזרימה בקיץ פסקה. בחורף עדיין מקבל הנחל מי גשמים, וגם זורמים בו מי שפכים מיישובים וממפעלי תעשייה השוכנים לגדותיו.

בעבר, כמעט מדי חורף, עלה נחל איילון על גדותיו וגרם להצפות קשות בשכונות של תל-אביב-יפו. כדי לפתור את הבעיה הזאת, בשנת 1955 הוקם סכר על אחד מהיובלים שנשפך לאיילון. הסכר יוצר מאגר גדול, וממנו המים זורמים בהדרגה לאפיק נחל איילון, וכך הם אינם עולים על גדותיו. פעולה נוספת שנעשתה כדי למנוע את ההצפות, היא בניה של קירות על שתי גדותיו של הנחל, ומאז זורמים מימיו בתעלה בין נתיביו של הכביש העמוס ביותר בתל אביב-יפו – נתיבי איילון. גם היום, בשנים גשומות במיוחד, נחל איילון עולה על גדותיו, ואף גרם בעבר להצפת נתיבי איילון ולסגירתם לכמה שעות, ואף לימים אחדים.

ויש גם תכניות לעתיד: כדי למנוע שיטפונות נבחנות כיום הצעות לשינוי נתיב הזרימה של הנחל. לפי התכנית הזאת, מי נחל איילון לא יעברו בנתיבי איילון, אלא יוזרמו אל הים התיכון בתעלה סגורה, דרך אזור יפו. התכנית הזאת יקרה מאוד, וקיים גם חשש שביצועה יגרום לזיהום החוף של יפו ולנזקים סביבתיים נוספים. לכן בוחנים היום רעיונות נוספים, למשל, להקים בלב פארק איילון משטחי הצפה, שיאפשרו לעצור את מי השיטפונות בימי החורף הגשומים במיוחד במעין אגמים זמניים, וכך תימנע הצפת אזורים בשכונות של תל-אביב-יפו.