Elven har sitt utspring i Andesfjellene, nord for fjellet Cerro Blanco (4 277 m). Derfra renner den sørover over Chiu Chiu, før den dreier vestover og gjennom byen Calama. Når den nærmer seg María Elena dreier den på nytt nordover, og følger Panamericana i rundt 80 km før den ved Quillagua svinger vestover, og ut i Stillehavet like nord for Mina Fakir.