Der Begriff Mittelrhein bezeichnet zum einen das Mittelrheintal als geographischen Streckenabschnitt des Rheins zwischen Bingen/Rüdesheim am Rhein (Beginn des Rheindurchbruchstals) und Bonn, zum anderen das dort gelegene deutsche Weinbaugebiet.

Das Mittelrheintal ist seit dem 19. Jahrhundert Anziehungspunkt für Touristen und heute Heimat von rund 450.000 Menschen. Die Landschaft weist einen außergewöhnlichen Reichtum an kulturellen Zeugnissen auf. Seine besondere Erscheinung verdankt das Mittelrheintal einerseits der natürlichen Ausformung der Flusslandschaft, andererseits der Gestaltung durch den Menschen. Seit zwei Jahrtausenden ist es einer der wichtigsten Verkehrswege für den kulturellen Austausch zwischen der Mittelmeerregion und dem Norden Europas. Im Herzen Europas gelegen, mal Grenze, mal Brücke der Kulturen, spiegelt das Tal die Geschichte des Abendlandes exemplarisch wider. Mit seinen hochrangigen Baudenkmälern, den rebenbesetzten Hängen, seinen auf schmalen Uferleisten zusammengedrängten Siedlungen und den auf Felsvorsprüngen aufgereihten Höhenburgen gilt es als Inbegriff der Rheinromantik. Nicht zuletzt inspirierte es Heinrich Heine zur Dichtung seines Loreleylieds.

Das Obere Mittelrheintal von Bingen bis Koblenz ist seit 2002 UNESCO-Welterbe.

Die geographische Bezeichnung Mittelrhein bezieht sich auf das enge Durchbruchstal des Rheins durch das Rheinische Schiefergebirge zwischen Bingen und Rüdesheim am Rhein im Süden und Bonn-Bad Godesberg und Bonn-Oberkassel im Norden, also die klassische Rheinlandschaft. Das Mittelrheintal verläuft fast auf ganzer Länge, bis Rolandswerth und Rheinbreitbach auf dem Gebiet des Bundeslandes Rheinland-Pfalz, dann auf dem von Nordrhein-Westfalen. Geographisch zählt zum Mittelrheintal auch das rechte Rheinufer zwischen Rüdesheim und Lorch, das zu Hessen und zum Weinanbaugebiet Rheingau gehört. Das Neuwieder Becken trennt den oberen vom unteren Mittelrhein. Wichtige Verkehrsverbindung am Mittelrhein sind die Eisenbahnstrecken links und rechts des Rheins, die Bundesstraßen B 9 und B42, sowie der Rhein selbst. Auf dem Namedyer Werth befindet sich der Geysir Andernach, der mit 50-60 m Höhe höchste Kaltwassergeysir der Welt ist. Eine Reaktivierung und touristische Nutzung des Geysirs erfolgte am 7. Juli 2006.

Die wichtigsten Städte am linken Ufer sind Bingen, Bacharach, Oberwesel, Sankt Goar, Boppard und Koblenz am oberen sowie Andernach, Bad Breisig, Sinzig, Remagen und Bonn am unteren Mittelrhein. Am rechten Flussufer liegen Rüdesheim, Assmannshausen, Lorch, Kaub, Sankt Goarshausen, Braubach und Lahnstein am oberen sowie Vallendar, Bendorf, Neuwied, Bad Hönningen, Linz am Rhein, Bad Honnef und Königswinter am unteren Mittelrhein.

Größere Zuflüsse auf diesem Streckenabschnitt sind linksrheinisch Nahe, Mosel und Ahr, rechtsrheinisch Lahn, Wied und Sieg.