Sakarya Nehri'nin bir uzantısı olarak Ankara ilinin doğusundan başlayıp şehir merkezine kadar uzanan bir akarsudur. Porsuk Çayı'ndan sonra Sakarya Nehri'nin ikinci büyük kolu olan Ankara Çayı sırasıyla Nallıhan, Beypazarı ve Ayaş ilçelerinden geçerek şehri ortadan ikiye böler ve Sincan sınırları içerisinde Çubuk Çayı ile birleşip yoluna devam eder. Kuzeyden gelen Hatip Çayı ve güneydeki İncesu Deresi ise Ankara Çayı'nı besleyen diğer akarsu kaynaklarıdır. Yaz aylarında debisi azalırken yağışların artmasıyla birlikte akıntı şiddeti güçlenen çay, birçok noktada köprülerle aşılmış ve yine aynı sebepten dolayı ve evsel atıkların yarattığı koku nedeniyle bazı bölümlerinin üstü kapatılmıştır.