Река на Южном Урале, левобережный приток Юрюзани. Длина — 111 км, площадь водосбора — 1100 км². Исток берёт начало в Челябинской области в 2 км к западу от горы Барская Шишка. Протекает около 16 км по территории Башкортостана, где принимает Малый Катав, и далее вновь течёт по территории Катав-Ивановского района Челябинской области. На реке много порогов, течение быстрое, а по берегам расположено около десятка небольших по размеру пещер. В городах Катав-Ивановск и Усть-Катав зарегулирована прудами. Название реки происходит от этнонима башкирского племени катай. Согласно «Краткому топонимическому словарю» В. А. Никонова, гидроним происходит от башкирского слова катыу — «пересыхающий, загрязняющийся».