Die offiziell als Isar-Ursprung bezeichneten Quellen und Quellbäche befinden sich im Hinterautal östlich der Ortschaft Scharnitz im Karwendelgebirge auf 1.160 Meter über Normalnull. Der Fluss verlässt das Karwendelgebirge bei Scharnitz und passiert nur wenige Kilometer weiter nördlich die österreichisch-deutsche Grenze. Zwischen Mittenwald und Krün wird die Isar erstmals gestaut. Ihr Wasser wird hier größtenteils in den Walchensee zur dortigen Stromerzeugung abgeleitet. Um den Hochwasserschutz der weiter abwärts liegenden Gemeinden sicherzustellen, aber auch zur Energieerzeugung, wurde zwölf Kilometer südlich von Lenggries der Fluss zu einem Stausee – dem Sylvensteinsee – aufgestaut.

Nachdem die Isar bei Bad Tölz den Bereich der Bayerischen Alpen verlassen hat, durchfließt sie zuerst die dem Gebirge vorgelagerte, vorwiegend würmzeitliche Moränenlandschaft und die Münchner Schotterebene, anschließend ab Freising tertiäres Hügelland, genauer gesagt das niederbayerische Hügelland, bis zum Donautal. Ihre beiden größten Nebenflüsse sind die Loisach und die Amper. Die Isar mündet nach insgesasmt 295 Kilometern Länge (davon 263 km in Deutschland) südostlich von Deggendorf in der Gemeinde Moos in die Donau.

Die Flussmündung liegt auf 312 Metern über Normalnull; damit überwindet die Isar von ihren Quellen bis zur Donau rund 848 Höhenmeter.

Die Isar wurde vermutlich schon seit vorgeschichtlicher Zeit als Handelsweg genutzt, um Waren aus dem Bereich der Alpen und aus Italien mit Hilfe von Flößen zur Donau zu transportieren. Eine schon bestehende Handelsstraße aus dem Inntal über den Seefelder Pass ins nördliche Alpenvorland wurde von den Römern ab 195 n. Chr. zur Via Rätin ausgebaut. Die Isarstadt Mittenwald konnte sich so von einem römischen Posten zu einem wichtigen Umschlagsplatz für Handelswaren im Werdenfelser Land entwickeln.