Dora Baltea este formată pe masivul Mont Blanc prin confluența, în apropiere de Entrèves, a două râuri mici: Dora di Ferret, care provine din ghețarul Pré de Bar din Val Ferret, și Dora di Veny, care provine din ghețarul Miage din Val Veny.
În timp ce traversează Valea Aosta, Dora Baltea trece prin orașul Aosta (unde se varsă Buthier, un râu mic) și pe lângă toate orașele principale din Valea Aosta inferioară: Châtillon, Saint-Vincent, Verrès și Pont-Saint-Martin. După ce intră în regiunea Piemont, trece prin orașul Ivrea și o bună parte din Canavese, primește din dreapta sa apele Chiusella și ajunge în Po la Crescentino.
Bazinul hidrografic are o suprafață de 3 890,52 km2 (1 502,14 mile pătrate), iar debitul său (volumul de apă care trece printr-o secțiune a râului pe unitatea de timp) este de 96 de metri cubi pe secundă atunci când ajunge în râul Po.