L'Arno nasce dal versante meridionale del M. Falterona all'altezza 1.385 metri sul mare.
Il primo tratto del corso del fiume, in provincia di Arezzo, è orientato Nord-Ovest-Sud-Est, attraversa il Casentino e dopo circa 60 Km dalle sorgenti, si congiunge con il Canale Maestro della Chiana e percorre poi il Valdarno Superiore in direzione Sud-Est-Nord-Ovest sino a Pontassieve ( provincia di Firenze) dove confluisce con la Sieve (principale affluente destro).
Il corso prosegue piegando verso Ovest fino alla foce, in provincia di Pisa.
Il bacino dell'Arno è suddiviso in sei sottobacini:
Casentino - alto bacino dell'Arno - origini fino alla confluenza con la Chiana, gli affluenti hanno carattere torrentizio (Solano e Capraia di destra, Archiano, Corsalone e Chiassa di sinistra).
Val di Chiana - zona pianeggiante - anticamente era zona paludosa, bonificata recentemente si estende tra il bacino dell'Arno e quello del Tevere.
Valdarno Superiore - pianura, tra il Pratomagno e i rilievi sienesi, dove origina il torrente Ambra, affluente più importate del sottobacino.
Sottobacino della Sieve - tra l'Appennino ed i rilievi del Mugello.
Valdarno Medio - dalla valle di Pontassieve comprende i sottobacini del Bisenzio e dell'Ombrone a destra, del Greve-Ema a sinistra. Il bacino è chiuso dalla confluenza Arno-Ombrone.
Valdarno Inferiore - a destra, ampia pianura bonificata che comprende il sottobacino Valdinievole - Padule di Fucecchio; a sinistra, vallate con gli affluenti Pesa, l'Elsa e l'Era.
Dopo Pontedera l'Arno corre verso la foce attraversando la pianura pisana e si getta nel mar Tirreno.
Il colore giallastro, delle acque dell'Arno indica spesso il trasporto dei solidi erosi dalle rocce del bacino.