Берёт начало на восточном склоне хребта Козер с пика 3122 м, относящегося к системе Шапшальского хребта, на границе с Республикой Алтай. Вся река расположена на территории республики Тыва. Течёт между двух горных систем — Западный Саян с севера и Западный Танну-Ола с юга, собирая с них весь свой сток. В нижнем течении в Хемчикской котловине в виду крайне скудных осадков практически не получает водосток. Все истоки и притоки питаются стоком с высоких хребтов, в связи с чем речная система в Хемчикской котловине широко используется для орошения. Река не имеет судоходных участков. В верхнем течении имеется множество порогов, водопадов. Долина узкая, с отвесными берегами, в русле множество валунов. В Хемчикской котловине река имеет равнинный характер с излучинами. Нередки крупные каменные останцы. Скорость течения невелика. За деревней Ийме река вновь принимает горный характер, попадая в горы Хемчикского хребта. Долина узкая, с отвесными скалами. Последний участок — Хемчикский каньон, примыкающий к Саянскому каньону Верхнего Енисея затоплен Саяно-Шушенским водохранилищем. Основные притоки: Малый Хемчик, Чон-Хем (правый), Чинге-Хем (правый), Чиндозын (левый), крупный правый Барлык — большей частью используется для орошения, крупный левый Алаш, Чыргакы (правый), главный левый Ак-Суг, Кара-Суг и крупный Чадан (правый), и Алды-Ишкин (левый).
Прибрежная растительность
Лес в бассейне реки фактически находится в верхнем ярусе и в основном на северо-западе бассейна. В долине самого Хемчика растительность присутствует только в начале реки и в дальнейшем исключительно в русле, представляя собой узкую ленту тополиных рощ. Леса представлены в основном лиственницей и тополями. Вдоль реки произрастает множество кустарника. В Хемчикской котловине река протекает по практически полупустынной территории.
Хемчик является относительно небольшой рекой. Его расход воды наблюдался в течение 16 лет (в период 1975 по 1993) в районе паромной переправы у деревни Ийме. Среднегодовой расход воды за время наблюдения составил 101 м³/с для площади водосбора 25500 км², или примерно 95 % от общей территории водосбора реки. В среднем осадки на этой территории составили 125 мм в год, что обусловлено дефицитом осадков в нижней части бассейна, по широкой долине Хемчика.
Питание реки смешанное с преобладанием подземного[3]. Паводок Хемчика происходит летом, с июня по август включительно (с максимумом в июле), и является результатом летних осадков в виде дождя. В сентябре расход воды значительно снижается, и это снижение продолжается до начала зимы вместе с уменьшением количества осадков. Река достигает своего минимального расхода воды в период с ноября по апрель включительно, когда покрыта льдом. Среднемесячный расход воды Хемчика наблюдающийся в феврале (минимально низкий уровень воды) составляет 26,1 м³/с (минимум в 1986 — 18,6 м³/с), или около 10,5 % от среднего стока в июле 246 м³/с (максимум в 1985—443 м³/с).
↑Ресурсы поверхностных вод СССР: Гидрологическая изученность. Т. 16. Ангаро-Енисейский район. Вып. 1. Енисей / под ред. Г. С. Карабаева. — Л.: Гидрометеоиздат, 1967. — 823 с.
