Té una longitud d’uns 805 km i drena una conca de 82.880 km 2
. El riu neix de la confluència de diverses bifurcacions que provenen de les muntanyes Endicott, per sobre del Cercle Polar Àrtic. L'àrea propera al desguàs amb el Yukon és una gran plana d'inundació, protegida. El seu cabal mig, a la localitat d'Hugues, és de 400 m 3
/s.
Vista del Koyukuk River al seu pas per la localitat d'Allakaket (Alaska)