התוואי המקורי שתכנן באלס למוביל הארצי היה לקחת את מי הצפון לעמק יזרעאל, מהעמק חלק מהמים יעברו בתעלה שתחצה את רמת מנשה ותגיע דרך השפלה אל מערב הנגב ואילו רוב המים יעבר לתעלת של המוביל הארצי שתעבור דרך מורדות השומרון בבקעת הירדן , באזור ואדי פרעה התעלה תתפצל- חלק מהמים ימשיכו דרומה לעבר הערבה ואילו חלקם יכנס למנהרה באורך של 30 קילומטרים שתחצה את הרי ירושלים ותשקה את הנגב המזרחי.
בסיום מלחמת השחרור בקעת הירדן נשארה בצד הירדני ולכן שינה באלס את תכנית המוביל הארצי לתוואי המוביל שקיים היום, מהכנרת דרך ביקעת בית נטופה ומשם דרומה למישור החוף ולנגב
תמונה של תוואי המוביל הראשוני , התוואי שעובר דרך בקעת הירדן וממשיך דרך הערבה ניתן לראות בכריכה של החוברת של שמחה באלס משנת 1944
שימו לב לתוואי הצינור (מסומן בלבן) שיורד מהכנרת דרך בקעת הירדן
תוואי המוביל בפועל
החלק הראשון של המוביל הארצי שהוקם היה קו "ירקון-נגב" ממקורות הירקון ליד ראש העין ועד למערב הנגב, חלק זה בוצע במהלך שנות החמישים.
בעשירי ביוני 1964 נחנך המוביל הארצי. 130 קילומטרים מהכנרת ומובילים מים עד למצפה רמון .
נקודת המוצא של המוביל הארצי הוא ב"אתר ספיר" הנמצא ב"אשד כינרות" או תל אורימה (ליד כרי דשא) באתר ספיר נשאבים מים מהכנרת מעומק של 215.50 מטר מתחת לפני הים אל תוך צינור לחץ תת-קרקעי המוביל את המים בכיוון צפון מערב לגובה של 44 מטר מעל פני הים לכחל ומשם הם ממשיכים בתעלה פתוחה התעלה עוברת את נחל עמוד ונחל צלמון בסיפונים הפוכים המכונים על ידי מקורות "גיחונים". הגיחונים העשויים מצינורות פלדה שהונחו במבצע מורכב בצלע ההר וכוסו בבטון, מובילים את המים ללא הפעלת אנרגיה, על סמך חוק כלים שלובים.הבחירה בגיחונים במקום בגשר נעשתה מסיבות ביטחוניות וכדי למזער את הפגיעה בנוף. בנחל עמוד, הגיחון יורד ועולה כ-150 מטר.
מנחל צלמון המים עולים בכוח משאבה על מנהרת עילבון ומש הם יורדים למאגר אשכול בבקעת נטופה. ביציאה ממאגר אשכול נמצא "מפעל הסינון המרכזי" שהוא מהמתקדמים מסוגו והרביעי בגודלו בעולם. ממאגר אשכול עוברים המים בצינור הראשי של המוביל העשוי בטון ומוליך את המים לאורך 77 ק"מ עד לראש העין. המים עוברים בשלוש מנהרות, דרך גבעות שומרון ורמת מנשה. החל מראשית המאה ה-21 עברה ישראל להתפלת מי ים. בשנת 2008 חוברו מפעלי ההתפלה אל המוביל הארצי והיום מי המוביל ומי ההתפלה נמהלים זה בזה. כיום ישראל היא אחת מהמדינות פורצות הדרך בתחום התפלת המים, כ-80 אחוז ממי השתיה הם מים מותפלים, אבל זה כבר נושא לדף לימוד אחר
