Çay başlanğıcını Kozer silsiləsinin şərq yamacından, Altay Respublikası ilə sərhəddə yerləşən Şapşalski silsiləsi sisteminə aid 3122 m zirvədən götürü. Bütün çay Tuva Respublikası ərazisindən axır. İki dağ sistemi - şimaldan Qərbi Sayan və cənubdan Qərbi Tannu-Ola arasında axır. Bütün suyunu bu silsilələrdə formalaşan çaylardan toplayır. Xemçik çökəkliyinin aşağı axınlarında, son dərəcə zəif yağışlar səbəbindən demək olar ki, heç bir qol qəbul etmir. Bütün mənbələr və qollar yüksək silsilələrdən axınlarla qidalanır və buna görə də Xemçik hövzəsindəki çay sistemi suvarma üçün geniş istifadə olunur. Çayın naviqasiya əhəmiyyəti yoxdur. Üst hissədə çoxlu astana və şəlalə vardır. Vadisi dar, dik sahilləri, astanaları ilə seçilir. Çayda böyük daş çıxıntıları nadir deyil. Axın sürəti elədə yüksək deyil. İime kəndinin yaxınlığında çay yenidən Xemçik silsiləsinin ərazisinə düşərək dağlıq bir xarakter alır. Vadi dar, sıldırım qayalardan ibarətdir. Son hissə Yuxarı Yeniseyin Sayan vadisibnə bitişik olan Xemçik kanyonu Sayano-Şuşensk su anbarının altında qalmışdır. Əsas qolları: Malı Xemçik, Çon-Xem (sağ), Çingiz-Xem (sağ), Çindozın (sol), Barlıq, Alaş, Çırqaki (sağ), Ak-Suq, Qara-Suq, Çadan (sağ) və Aldı-İşkin (solda). Böyük əksəriyyəti suvarma üçün istifadə olunur.

Çayda BaY-Tal (Çon-Terek), Teeli, AksI-Barlıq, Barlıq, Şekpeer, Don-Terezin, Aldan-MaadIr, Xorum-Dağ, Ak-Dovurak və Qızıl-Məzələk, Suq-Aksı, Qara-Çiraa, Bayan-Tal, Qızıl-Tayqa və İyme kimi yaşayış məntəqələri vardır. Çadan şəhəri Çadanın qolu üzərində yerləşir. Çay hövzəsi Bay-Tayqinski kojuun, Barun-Xemçikski kojuun, Cun-Xemçikski kojuun, Sut-Xolski kojuun və qismən Tuvanın Çaa-Xolski kojuunu ərazisində yerləşir.

Xemçik nisbətən kiçik bir çaydır. Orta hesabla çayın axdığı ərazidə il ərzində yağıntının miqdarı 125 mm olur. Bu da hövzənin aşağı hissəsində, geniş Kemçik dərəsi boyunca yağıntı çatışmazlığı ilə əlaqədardır.

Çayın qidalanmasının əsasını yeraltı suları təşkil edir. Xemçikdə sellər əsasən yayda, iyundan avqusta qədər (iyulda maksimum) müddətdə baş verir. Bununda əsas səbəbi yay yağışlarıdır. Sentyabr ayında su istehlakı əhəmiyyətli dərəcədə azalır və bu azalma yağışın azalması ilə birlikdə qışın başlanmasına qədər davam edir. Çay buzla örtüldüyü zaman, noyabr-aprel ayları arasında minimum su axını səviyyəsinə çatır. Fevral ayında müşahidə olunan Xemçikin orta aylıq su axını (minimum suyun səviyyəsi) 26,1 m³/s (1986-cı ildə minimum - 18,6 m³ / s), iyul ayında orta axın isə 246 m³/s (maksimum 1985-ci ildə - 443 m³ / s) təşkil edir.