Tarim dannes ved samløpet av elvene Aksu og Yarkand (Yarkant). Det lengste tilløpet til Tarim er Yarkand, som har sitt utspring i Karakoram-passet mot grensen til Kashmir. Yarkand løper sammen med Kashgar (Kaxgar), langt vest i Xinjiang. Elva renner etter samløpet nordøstover, og rundt 370 km lengre nede møter den elvene Aksu og Khotan (Hotan), og etter dette samløpet kjennes elva under navnet Tarim. Den renner deretter østover på sørsiden av Tian Shan, og mottar flere tilløpselver fra fjellene i nord, hvorav den største er Konche (Kongque) som kommer fra Bostensjøen. Av alle Tarims tilløpselver er det bare Aksu som renner hele året. Den er Tarims viktigste tilløp og bidrar med 70–80 prosent av vannføringen.