Vassdraget starter på viddene mellom Tverrelvdalen og Altaelva i vest og Stabbursdalen i øst, hvor de to tilløpselvene Falkelva og Reinbukkelva har utspring. Falkelva, som er den lengste av de to, starter sør for Urvannet og renner først mot nord, deretter mot vest, mens Reinbukkelva begynner på Hellefjellet og renner mot sør. De to elvene løper sammen like nord for Stuorajávri og danner Tverrelva. Etter samløpet renner elva mot vest, senere nordvest, i et rolig løp gjennom den åpne og skogkledte Stilladalen. Ved Stilla blir elva striere og dalen, som her kalles Skomakerdalen, smalner inn til den får karakter av canyon. Nedenfor Fossan og samløpet med Østerelva blir elva igjen roligere, og renner i nordvestlig retning gjennom Tverrelvdalen i et stedvis meanderende løp avbrutt av enkelte partier med stryk og små fosser. Tverrelvdalen er en typisk U-dal, og den flate dalbunnen på de nederste ti kilometerne av elveløpet er i stor grad oppdyrket. Før munningen renner elva gjennom Alta østre bydeler, før den renner ut i Altaelvas estuar helt sørøst i Altafjorden.