Lillälven avvattnar bland de västra delarna av Säffle kommun i Värmland, ungefär Långseruds socken, men även en mindre del av Årjängs kommun. Sjöarna Eldan och Stora Bör ligger inom Lillälvens avrinningsområde. Älven mynnar i Byälven vid Gillberga, cirka en km norr om Gillberga kyrka i Gillberga socken. Byälven mynnar i sin tur i Vänern nära Säffle. Lillälvens totala längd inklusive källflöden är 68 km.[1]
Älven utgör, mellan Stora Bör och Västersvan, landskapsgräns mellan Dalsland och Värmland.
Enligt Fiskeriverket ska den rödlistade fisken asp leka i Lillälven.
Lillälven är även namnet på ett vänsterbiflöde till Viksälven i Arvika.