Dora Baltea wordt gevormd op het Mont Blanc-massief door de samenvloeiing, in de buurt van Entrèves, van twee kleine riviertjes: Dora di Ferret, afkomstig van de Pré de Bar-gletsjer in Val Ferret; en Dora di Veny, afkomstig van de Miage-gletsjer in Val Veny.
De Dora Baltea doorkruist het Aostadal en stroomt door de stad Aosta (waar de Buthier, een kleine rivier, in uitmondt) en in de buurt van alle belangrijke steden van het lagere Aostadal: Châtillon, Saint-Vincent, Verrès en Pont-Saint-Martin. Nadat zij de regio Piemonte is binnengekomen, passeert zij de stad Ivrea en een groot deel van Canavese, krijgt van haar rechterhand het water van de Chiusella en bereikt bij Crescentino de Po.
Het stroomgebied heeft een oppervlakte van 3.890,52 km2 (1.502,14 km2) en zijn afvoer (hoeveelheid water die per tijdseenheid door een deel van de rivier stroomt) bedraagt 96 kubieke meter per seconde wanneer het in de Po terechtkomt.