Nace en Mouthe (departamento de Doubs), a 937 m sobre el nivel del mar, atraviesa el lago de Saint-Point, y forma la frontera franco-suiza durante decenas de kilómetros, antes de entrar en el cantón suizo del Jura, definiendo el llamado Clos du Doubs.
Allí toma curso NE-SO, pasando por Besançon —donde bordea la ciudad antigua— y Dole, para unirse al Saona en Verdun-sur-le-Doubs (Saona y Loira).
El río se utiliza para la navegación del Ródano al Rin entre Dole y Montbéliard (200km), bien en su curso natural, bien canalizado (Canal du Rhône au Rhin).
Según Pierre-Yves Lambert, al Doubs se le llamaba antiguamente Dubis, del celta antiguo *dubn que significa negro[1] (cf.
Künzi y Kraege hablan de un origen celta en du o duh, que significa aquel que está oscuro, habiendo dado más adelante el nombre Dubis en galo.