Длина реки — 108 км, площадь её водосборного бассейна — 1 460 км², общее падение — 260 м. Скорость течения до 0,5 м/с, ширина реки в нижнем течении увеличивается до 15—20 метров. Питание реки преимущественно снеговое.

Большой Ик берёт начало на западном склоне хребта Азям на территории Челябинской области, образуется слиянием рек Малый Ик и Утяшта. Протекает с востока на запад по территории Челябинской области, Белокатайского и Мечетлинского районов Республики Башкортостан и впадает в реку Ай в 138 километрах от её устья.

Исток Большого Ика находится на низкогорье, сложенном породами карбона и перми. Рельеф сильно расчленён речными долинами, логами, балками, русло сильно петляет, пойма поросла зарослями кустарника, встречаются старицы.

Лесистость бассейна составляет 42 %, распаханность — 26 %, заболоченность — 1 %.

Притоки: правые — Вас-Елга, Искуш и др.; левые — Тарша и др.