Den rinner från sjön Akkajaure till Vuollerim, där den flyter ihop med Lilla Luleälven och bildar Luleälven. Stora Luleälven flyter till största delen genom obebodd vildmark och passerar på sin väg de två sjöarna Langas och Stora Lulevattnet. Älven är utbyggd för vattenenergi, och två av de stora kraftverken heter