La source de l'Artibonite se trouve au nord-est du Río Limpio, dans la Cordillère centrale, en République dominicaine. L'embouchure de l'Artibonite se trouve en Haïti, au sud de La Grand Saline, à environ 19°14′20″N, 72°46′57″O. Elle se jette dans le golfe de la Gonâve.
Le fleuve constitue la frontière entre la République dominicaine et Haïti sur plusieurs kilomètres, de la ville de Pedro Santana jusqu'au point où il est rejoint par le fleuve Macasías, puis tourne à l'ouest vers Haïti.
Son bassin versant a une superficie de 9 013 km² (2 614 km² en République dominicaine, le reste en Haïti). Son débit (volume d'eau qui traverse une section de la rivière par unité de temps) est de 16,6 mètres cubes par seconde à Pedro Santana.