ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 107 มีจุดเริ่มต้นที่อำเภอเมืองเชียงใหม่ จังหวัดเชียงใหม่ มุ่งไปทางทิศเหนือ ผ่านอำเภอแม่ริม อำเภอแม่แตง อำเภอเชียงดาว แล้วเบนไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือเล็กน้อย ตัดเข้าอำเภอไชยปราการ อำเภอฝาง แล้วไปสิ้นสุดบนถนนพหลโยธินที่อำเภอแม่จัน เดิมในช่วงฝาง – แม่จันเป็นทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1089 ต่อมาได้มีการรวมเข้าเป็นส่วนหนึ่งของทางหลวงแผ่นดินสายนี้ ทำให้มีระยะทางรวมทั้งสิ้น 240.301 กิโลเมตร

เส้นทางช่วงอำเภอเมืองเชียงใหม่ถึงอำเภอแม่ริมเป็นถนนคอนกรีตขนาด 4-6 ช่องจราจร มีเกาะกลางถนน ส่วนช่วงอำเภอแม่ริมจนถึงศูนย์ฝึกช้างเชียงดาวเป็นถนนลาดยางขนาด 4 ช่องจราจร มีเกาะกลาง ซึ่งช่วงที่ผ่านเทศบาลตำบลสันโป่งเดิมจะไม่มีเกาะกลาง ทำให้เกิดอุบัติเหตุบ่อยครั้ง ถนนจะลดเหลือ 2 ช่องจราจรในช่วงที่ผ่านแก่งปันเตา รอยต่อระหว่างอำเภอแม่แตงและอำเภอเชียงดาว ระยะทาง 8 กิโลเมตร และจะขยายเป็น 4 ช่องจราจรอีกครั้งจนถึงช่วงทางเลี่ยงเมืองเชียงดาว จากนี้ถนนจะเป็น 2 ช่องจราจรเป็นหลักและ 4 ช่องจราจรในช่วงผ่านเทศบาลและทางแยก เมื่อผ่านแยกปิงโค้งถนนจะลัดเลาะไปตามดอยหัวโท รอยต่อระหว่างอำเภอเชียงดาวและอำเภอไชยปราการ และจะผ่านภูเขาอีกครั้งเมื่อพ้นบ้านท่าตอนไปจนถึงอำเภอแม่จัน