Elle traverse La Bresse, Cornimont, Saulxures et Vagney puis rejoint la Moselle à Remiremont. Sa longueur est de 40 km et son principal affluent est le Bouchot.

Très peuplée en truites, la rivière a inspiré un progrès décisif de la pisciculture, l'invention de la reproduction artificielle par Joseph Remy et Antoine Géhin au XIXe siècle. Le bassin de la Moselotte est aussi le plus dense du monde en petits barrages hydroélectriques, pour les moulins, scieries, filatures et tissages qui jalonnent la rivière et ses affluents.

Depuis 1983, un barrage d'altitude, le lac de la Lande, recueille les eaux de plusieurs sources par conduites forcées et fournit son énergie à la commune de La Bresse.