Les sources de l’Arroux sont situées en Cote d’Or, au nord-ouest d’ARNAY-LEDUC.
Son bassin versant couvre 2232 km² dont 1616 km² en Saône-et-Loire, 546 km² en Côte d’Or et 70 km² dans la Nièvre.
Alors que la plupart des affluents s’écoulent sur des terrains cristallins, la vallée principale – d’orientation nord – nord-est à sud-sud-ouest, suit un mince couloir d’alluvions et traverse AUTUN, puis ETANG-SUR-ARROUX, CHARBONNAT , TOULON-SUR-ARROUX, GUEUGNON et enfin DIGOIN.
A son entrée en Saône-et-Loire, la largeur du lit mineur de l’Arroux est proche de 10 m. Apartir de la confluence avec la Drée, elle dépasse 25 m.
Avant de rejoindre la Loire à DIGOIN, l’Arroux traverse le Morvan et l’Autunois où elle reçoit plusieurs affluents de bonne qualité (le Ternin, la Celle et le Méchet).
Dans ces régions relativement froides et humides, le couvert forestier est important sur les hauteurs, puis il laisse progressivement la place au bocage quand l’altitude décroit.
De l’amont vers l’aval, l’Arroux rencontre successivement la canche et la Drée en rive gauche, le Ternin, la Celle, le Méchet, le Bussy et la Braconne en rive droite, le Mesvrin, la Planche et le Pontin en rive gauche, l’Auzon et le Veillerot en rive droite, et enfin la Bourbince en rive gauche, qui est le principal affluent de l’Arroux.

