El Riu Grande de Jujuy s'estén a lo llarc de la Trencall d’Humahuaca i te els seus naixents en les rieres de La Cueva i Tres Cruces, en los llímits orientals de la Puna. Próxims a la localitat d'Iturbe, a 3.340 metros d'altitut, abdós rieres s'unixen, donant orige al Riu Grande de Jujuy.

Cap al oest, el llímit entre la Puna i la Cordillera Oriental es la divisoria d'aigües entre les conques intermontanyes de la Puna i les tributaries del Riu Grande. Este llímit, a nivell geogràfic, està donat per la Serra d'Aguilar (5.000 metros sobre el nivell del mar), la Serra de l'Alto i la Serra de Chañi, que culmina en el nevat de Chañi (6.200 metros); cap a l'est, está representat per les estribacions orientals de les serres de Santa Victoria, Zenta i Tilcara, i el sector septentrional de la Serra del Zapla.

A lo llarc del seu recorregut, el Riu Grande rep numerosos afluents. En la marge dreta desemboquen els rius Sapagua, Coraya, Cuchiyaco, Yacoraite, Queta Cara Chico, Juella, Sococha, Huichaira, Hornillos, Purmamarca, Tumbaya, Coiruro, Arroyo del Medio, León, Lozano, Yala i Reyes.

Sobre la seua marge esquerra rep al Chaupi-Rodero, Coctaca, Calete, La Huerta, Huasamayo, Punta Corral i Huajra. En excepció dels rius León, Lozano, Yala i Reyes, els atres solament aporten caudal superficial durant les grans tormentes, i permaneixen el restant del temps prácticament secs, ya que els reduïts caudals d'estiage són derivats pera regadius. També desemboquen els rius Xibi Xibi o Chico, Los alisos, Zapla i Perico.

El riu Grande passa per diferents localitats importants de la provincia, incloent la capital, per a despuix girar cap al est bordejant la serra de Zapla, a on es bifurca i rep els aports dels rius San Pedro i Lavayen. Estos tres rius formen el riu San Francisco, desemboca en el riu Bermejo.

Entre les localitats de Volcán i Tres Cruces forma part de la Trencall d’Humahuaca.