奥莫洛伊河发源于上扬斯克山系的谢京坚岭，沿库拉尔山脉向北流去。离开山地后，它穿过海岸低地，经河口湾注入布奥尔—哈亚湾。河流的俄语名称纪念曾居住在河畔的尤卡吉尔氏族首领奥莫洛伊。河流秋季封冻，初夏解冻，融水常在此时带来高涨洪水。