Elle prend sa source à l'intérieur de la réserve de faune à Okapis sur le territoire de Mambasa dans la province d'Ituri. Elle coule d'abord en direction Sud puis bifurque à l'Ouest. C'est sur le territoire de Mambasa qu'elle quitte la réserve et franchit la route nationale 25 près de la localité de Bafwabena. Elle est ensuite rejointe par la rivière Imbo avant de quitter l'Ituri pour la province du Haut-Uele qu'elle draine dans son extremité Sud, par le territoire de Wamba. Peu avant la fin de son parcours, elle marque la frontière provinciale entre le Haut-Uele et la Tshopo jusqu'à son embouchure dans la rivière Ituri à l'Est de la localité de Bomili.
La Ngayu est un sous affluent de la rivière Aruwimi dans le bassin du Moyen Congo d'une longueur de 259 km.
Ses principaux affluents:
- Isoro
- Imbo
- Asa
- Eboro
- Mogasa
- Edo