Il prend sa source à environ 785 m d'altitude sur le Plateau de Millevaches, sur le flanc du puy de Groscher, , près du lieu-dit Paillier, dans la Creuse.Dans son cours creusois, le Thaurion passe sous le pont de Sénoueix, puis il alimente le Lac de Lavaud-Gelade, avant de traverser la Rigole du diable. Son cours est jalonné par le Gour de Vaux près de Vallière puis la cascade du Pommier près de Pontarion. Il s'enfonce ensuite dans une vallée encaissée nommée gorges du Thaurion, entre Thauron et Bosmoreau-les-Mines. Il borde la ville de Bourganeuf puis remonte vers Châtelus-le-Marcheix où son cours est barré par les barrages hydroélectriques de la Roche-Talamie et de l'Etroit. Les ponts de Chauverne puis du bourg de Châtelus construits dans les années 1930 franchissent ces deux retenues respectives. Particularité géologique : son cours qui suit un axe sud-nord depuis Bourganeuf (faille d'Arrênes) oblique soudain vers l'ouest au niveau de Chauverne où il tranche nettement les Monts de Saint-Goussaud dans une sorte de petit canyon où est installé le barrage de la Roche-Talamie.