Является левым притоком реки Уфы. Ее длина составляет 549 километров, а маршрут проходит по Челябинской области и Башкортостану. Ай берет свое начало из болота Клюквенное, расположенного на стыке хребтов Уреньга и Аваляк. В Златоусте это самая протяженная и многоводная река. На территории города она имеет следующие притоки: Бажегитовка, Семибратка, Весёлка, Маршаловка, Балашиха, Есаулка, Чёрная речка, Тесьма, 1,2,3-я Каменки, Губенка, Юрак, Громатуха, Чувашка, Салтанка и Куваш. Широкомасштабное хозяйственное освоение Ая началось во второй половине XVIII века с постройкой Златоустовского завода. В промышленных целях использовалась гидроэнергия реки, а в период весеннего половодья на барках тут сплавлялась готовая продукция металлургического предприятия. Название реки не имеет однозначного толкования. В переводе с башкирского ай — «луна» (месяц). Вероятно, этот чтимый у древних башкир небесный образ нашёл отображение в имени живописной реки: Ай — «лунная» в значении «красивая», «светлая», как луна.
