Affluent de la Grande Gette, le Thorembais prend sa source dans un étang situé à proximité de l’autoroute E411 et du RAVeL de la ligne 147.
Il traverse le « bois des Ducs », puis irrigue les deux villages auxquels il a donné son nom : Thorembais-Saint-Trond et Thorembais-les-Béguines.