Исток реки Зай-Каратай расположен в 1,6 км к северо-востоку от села Васильевка Альметьевского района Республики Татарстан. Другое неофициальное название села – Кязябаш. Произошло оно от словосочетания «кизляу башы», что в переводе с татарского языка означает «начало родника». Действительно, отсюда берет начало река Зай-Каратай, левый приток реки Степной Зай.

Устье реки находится в 181 км по левому берегу реки Зай. Длина реки составляет 28 км, площадь водосборного бассейна 148 км². Река протекает по территории Лениногорского района, устье восточнее деревни Иркен Бугульминского района. Абсолютная высота истока 280 м, устья – 120 м. Лесистость водосбора 38%.

Имеет 7 притоков длиной от 1 до 7 км. Густота речной сети 0,28 км/км2. Питание смешанное, доля снегового составляет около 50%. Модуль подземного питания 1-5 л/с·км2. Средний многолетний слой годового стока в бассейне 118 мм, слой стока половодья 60 мм. Весеннее половодье начинается в конце марта – начале апреля. Ледостав образуется в первой декаде ноября. Средний многолетний меженный расход воды в устье 0,298 м3/с.

Вода жесткая (6-9 мг-экв/л) весной и очень жесткая (9-12 мг-экв/л) зимой и летом. Общая минерализация 700-1000 мг/л весной и более 1000 мг/л зимой и летом.

Координаты: 54°47'04.9"N 52°18'15.0"E (требуют уточнения)