Dòng chảy Arkansas được phân thành ba phần riêng biệt. Tại đầu nguồn, Arkansas là một dòng sông vùng núi dốc chảy qua các thung lũng hẹp của dãy núi Rocky, độ cao của sông hạ 1,4 km trong chiều dài 193 km. Có thể đi thuyền trên đoạn sông này (bao gồm The Numbers gần Granite, Colorado, Brown's Canyon, và Royal Gorge) vào mùa xuân và mùa hè.

Tại Cañon City, Colorado, thung lũng sông Arkansas mở rộng và phẳng ra rõ rệt. Ngay phía tây Pueblo, Colorado, sông chảy vào Đại Bình Nguyên. Đoạn còn lại trên địa bàn Colorado, Kansas, và hầu hết Oklahoma, Arkansas mang nét đặc trưng của một sông vùng Đại Bình Nguyên, lòng sông rộng và nông và có lũ lụt theo mùa. Các chi lưu lớn của sông Arkansas là sông Canadian và sông Cimarron (cả hai đều chảy từ vùng đông bắc New Mexico) và sông Salt Fork Arkansas.

Sà lan và tàu thủy lớn có thể thông hành trên đoạn sông cho đến Catoosa, Oklahoma do ở đó có một loạt cửa cống và đập được xây dựng từ đầu thế kỷ 20, tuyến đường sông này được gọi là "McClellan-Kerr Arkansas River Navigation System". Phía trên Catoosa, chỉ có các tàu thuyền nhỏ như bè hay ca nô là có thể đi lại trên sông.

Qua miền tây Arkansas, thung lũng sông phải đi qua các núi bằng, ụ đất hay tàn khâu có đỉnh bằng phẳng song cao và biệt lập, như núi Nebo và núi Petit Jean, hay núi Magazine, đỉnh cao nhất của tiểu bang. Thung lũng sông mở rộng và trở nên nông hơn ở ngay phía tây của Little Rock, Arkansas. Sông tiếp tục chảy theo hướng đông, qua các vùng đồng bằng và khu rừng ở miền đông Arkansas cho đến khi đổ vào sông Mississippi.

Lưu lượng dòng chảy của sông Arkansas (đo ở miền trung Kansas) đã suy giảm từ xấp xỉ 248 feet khối trên giây (7 m³/s) vào giai đoạn 1944-1963 xuống trung bình 53 feet khối trên giây (1,5 m³/s) trong giai đoạn 1984–2003, nguyên nhân chủ yếu là do việc bơm hút nước ngầm để tưới tiêu cho miền đông Colorado và miền tây Kansas.

Các thành phố quan trọng dọc sông Arkansas bao gồm Pueblo, Colorado; Wichita, Kansas; Tulsa, Oklahoma; Fort Smith và Little Rock, Arkansas.