Берёт начало на северном склоне Андийского хребта. Высота истока — 2080 м над уровнем моря[9]. Впадает в Аксайское водохранилище, которое соединено каналом с рекой Акташ. Длина составляет 144 км, площадь водосбора — 1390 км², средняя его высота — 444 м. Большая часть бассейна (87 %) расположена ниже 1000 м, 11 % территории лежит ниже отметки 0 м.
Характер реки меняется с высотой — в верхнем течении она горная, а в низовьях становится равнинной. Питание Аксая в основном подземное. Река характеризуется паводочным режимом в тёплую часть года и низкой зимней меженью. Естественный водный режим ниже села Герзель-Аул искажён интенсивным забором воды на орошение.
Среднегодовой расход воды — 5,17 м³/с, максимальный — 690 м³/с. Низовья реки характеризуются высокой насыщенностью наносами, средняя мутность составляет 6500 г/м³. Величина стока наносов за отдельные годы достигает 1300 тысяч т.
↑Ресурсы поверхностных вод СССР: Гидрологическая изученность. Т. 9. Закавказье и Дагестан. Вып. 3. Дагестан / под ред. П. П. Буртовой. — Л.: Гидрометеоиздат, 1964. — 76 с.
↑Акса́й, р. // Словарь географических названий СССР / ГУГК, ЦНИИГАиК. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Недра, 1983. — С. 8. — 94 000 экз.