Rijeka izvire na južnim obroncima planinskog masiva Tokijski Stanovik (dioStanovojskog gorja) uAmurskoj oblast u istočnomSibiru.[1]Od izvora teče u velikom luku isprva prema jugozapadu, zatim zaokreće prema jugoistoku, da na kraju potpuno krene prema jugu doušća uAmur kod gradaBlagovješčensk.[1]
U svom gornjem toku koji se proteže sve do ušća rijeke Selemdža, Zeja je planinska rijeka koja se probija uskim klancima do svog ušća. Nizvodno je tipična spora ravničarska rijeka koja jakomeandrira, sa brojnimjezerima,barama imočvarama uz svoje korito.