расположена на Южном Урале, являясь левым притоком реки Уфа. Исток реки расположен в болоте Клюквенное, которое находится в седловине между хребтами Уреньга и Аваляк, которые относятся к Южному Уралу. Начало реки Ай расположено в 2 километров в юго-западном направлении от заставы Южная и в 70 километрах в юго-юго-западном направлении от города Златоуст.