Бассейн реки расположен на северо-восточном склоне Большого Кавказского хребта в пределах Азербайджана и охватывает территорию Губинского и Хачмазского районов. Исток находится на северном склоне Туфандага (высота 3000 м). Верховья Кудиалчая от верховий Кусарчая отделяет плато Кызылкая, от истоков Вельвеличая — Будугское и Гирдагское плато. Рельеф горной части течения реки складывается из крутых склонов и скальных отложений. Выпадающие осадки не проникают в почву или грунты, образуя поверхностный сток, приводящий к развитию эрозионных процессов[4][5].
В питании реки талые воды составляют 30-40, дождевые — 20-30 и подземные — 30-40 % годового объёма стока. Основное накопление запасов влаги происходит за счёт зимних осадков на больших высотах, которые являются одним из основных источников питания реки. В конце марта — начале апреля начинается половодье, формирующееся за счет таяния снега в горах и заканчивающееся во второй половине августа. На этот период приходится около 60-70 % годового объёма стока[6].
Река Кудиалчай подвержена существенному антропогенному воздействию[7]. Предприятиями г. Губа в неё ежегодно сбрасывается около 1400 тыс. м³ неочищенных сточных вод, а в районе г. Хачмаз — более 100 тыс. м³ хозяйственно-бытовых сточных вод. После организованного сброса сточных вод предприятиями Хачмаза качество речной воды резко ухудшается[8].
↑ 123Азербайджан : Общегеографическая карта : Масштаб 1:750 000 / гл. ред. Г. В. Поздняк; ред.: Г. Ф. Кравченко, Н. Р. Монахова. — М.: Роскартография, 2005. — (Страны мира «Азия»). — 200 экз. — ISBN 5-85120-235-1.
↑ 12№ 6. Река Кудиалчай (Куба, Кубинка) // Гидрологическая изученность. Том 9. Закавказье и Дагестан. Выпуск 4. Восточное Закавказье (рус.) / под ред. Д. Л. Куниной. — Л.: Гидрометеоиздат, 1964. — 124 с. — (Ресурсы поверхностных вод СССР).