Исток реки находится на юго-восточном склоне Нерчинского хребта. По обе стороны от реки протягивается Кличкинский хребет. Длина реки составляет 189 км, площадь водосбора — 8360 км²[2]. Течение реки очень извилистое[3]; в среднем течении на протяжении 20—25 км постоянный водоток отсутствует. Ледяной покров обычно устанавливается в третьей декаде октября, разрушается в конце апреля. Продолжительность ледостава составляет 160—185 дней[4].
Реку образует слияние рек Хундуй и Барун-Хундуй. Притоки: Нарын, Могойтуй, Манкечур, Зерен, Тасуркай, Кондуй, Бырка.
На низкой надпойменной террасе в низовьях реки Хирхира, впадающей в Урулюнгуй, находится памятник археологии федерального значения Хирхиринский городок, Хирхиринское городище, остатки города второй четверти XIII — XIV века. Рядом был найден Чингисов камень — эпиграфический памятник с надписью старомонгольским письмом (датируется 1224—1225 годами)[5].