Der Gletscherfluss Jökulsá á Fjöllum entspringt am Brúarjökull, einer Gletscherzunge des Vatnajökull, und verläuft in nördlicher Richtung. Nach 206 km mündet er in den Öxarfjörður an der Nordküste Islands und gehört damit zu den längsten und mächstigsten Flüssen des Landes.
Auf ihrem Weg ins Meer überwindet die Jökulsá insgesamt 300 Höhenmeter. Von mehreren Wasserfällen ist der Dettifoss nach etwa zwei Dritteln des Weges der beeindruckendste. Hier stürzen die Wassermassen auf einer Breite von 100 m 44 m tief in die Schlucht Jökusárgljúfur. Das imposante Wasserspiel lässt sich am besten von der Westseite beobachten. Dettifoss ist der mittlere von drei Fällen in der Schlucht Jökusárgljúfur: rund 1 km oberhalb befindet sich der 12 m hohe Selfoss, 2 km flussabwärts der 27 m hohe Hafragilsfoss.
Der Nationalpark Jökulsárgljúfur umfasst den Flusslauf der Jökulsá á Fjöllum auf einer Strecke von etwa 30 km zwischen Dettifoss und Ásbyrgi. Inzwischen ist dieses geschützte Gebiet Teil des Vatnajökull Nationalparks.