Neix a l’estat de Colorado, als contraforts de l’Hagues, a les Rocalloses, flueix en direcció general de nord-oest a sud-oest, travessa els estats de Colorado, Utah i Arizona fins a desembocar al golf de Califòrnia (Mèxic), en un ampli delta. El seu curs és molt accidentat i sinuós a causa de l’estructura dels terrenys que recorre. En penetrar a l’altiplà de Colorado, el riu s’encaixa en un seguit de congosts (Glen Canyon, Black Canyon i, sobretot, el Grand Canyon) on el llit del riu s’estreny molt.
Fou explorat per primera vegada el 1869 per John Wesley Powell; el 1923 set estats dels EUA acordaren un tractat per a la utilització de les seves aigües, que hom empra principalment per al regadiu i l’obtenció d’energia elèctrica (rescloses de Glen Canyon, de Mead, de Davis, de Havasu, Imperial, Laguna).