Каранкульсай входит в число наиболее крупных притоков Чирчика с левой стороны, вместе с Гальвасаем, Аксакатасаем, Паркентсаем и Кызылсаем[ком 2]Шаблон:Sfn. Площадь бассейна составляет 15,6 км²Шаблон:Sfn, средняя высота водосбора — 1380 м. Среднегодовой расход воды, измеренный в урочище Каранкуль, равен 0,134 м³/с, объём стока за год — 4,28 млн м³, средний модуль стока — 8,57 л/с⋅км², слой стока — 275 см/годШаблон:Sfn, по данным 40-летних наблюдений (в 1947—1987 годах) коэффициент изменчивости стока составляет 0,647Шаблон:Sfn. Максимальный наблюдавшийся расход воды составил 26,1 м³/сШаблон:Sfn.
Течение реки
Каранкульсай прорезает отроги Чаткальского хребтаШаблон:Sfn, стекая с небольшого хребта Кунгурбук. Истоки сая расположены на высоте примерно 1600—1800 м. Первоначально река проходит в общем западном направлении, в районе населённого пункта Каранкуль поворачивает на северо-запад[2]. В верховьях Каранкульсай течёт в узких теснинах, сложенных камнями. У истоков Каранкульсая расположены известняковые скалы, имеющие причудливую форму из-за выветривания и действия воды. Ниже сай протекает по извилистому каменистому руслу, местами образующему заводи,Шаблон:Sfn на дне ущелья со сравнительно крутыми склонамиШаблон:Sfn. Шаблон:Нет АИ 2. Ущелье Каранкульсая занято лесными массивами, в которых обычны алыча, боярышник, шиповник, орех и, в меньшей степени, дикая яблоня. Берега речного потока густо зарастают тугайной растительностьюШаблон:Sfn.
В среднем течении на Каранкульсае стоит населённый пункт Каранкуль, за которым по правому берегу расположены садовые насаждения[2]. Напротив, по левом берегу был построен пионерлагерь Ташкентского текстильного комбината«Текстильщик»Шаблон:Sfn[2]. В районе населённого пункта Караккультугай воды сая впадают в реку Чирчик на нижнем бьефеХоджикентской ГЭС, на высоте около 720 м. Перед впадением Каранкульсай пересекает автодорогу Р-12 и железную дорогу Ташкент — Ходжикент[2].
