Озеро состоит из северной и южной частей (ширина до 3-3,7 км), соединённых проливом шириной около 600 м, через который возведён мост. Общая площадь — около 60 км², глубина южной части до 2 м, северной — до 5 м. Дно центральной части водоёма (как северной, так и южной части) покрыто серым илом, который лишь у берегов переходит в слегка заиленный грунт.
Берега возвышенные, за исключением южного берега и крайнего северного участка. С юго-запада в озеро Китай впадает река Еникой, с севера — реки Киргиж-Китай (длина — 63 км) и Алияга (длина — 65 км).
В северной части озера Китай наблюдаются сгонно-нагонные колебания уровня воды (средняя амплитуда до 80 см.)
Озеро отделено от Дуная дамбой и имеет режим водохранилища. Водообмен регулируется искусственным шлюзованым каналом, который пересекает дамбу и впадает в Степное гирло Дуная.
Флора и фауна
Прибрежная и водная растительность распространена, в первую очередь, в южной части озера (камыш, осока, водоросли), остальная часть побережья обрывистая, с небольшими пляжами.
Ресурсы поверхностных вод СССР. Описание рек и озёр и расчёты основных характеристик их режима. — Т. 6. Украина и Молдавия. Вып. 1. Западная Украина и Молдавия (без бассейна р. Днестра). — Л., Гидрометеоиздат, 1978. — 488—489 с.