Malyj Uzen har sitt utspring nord for byen Jersjov, på vesthellingen av Obsjtsjij Syrt-platået i Russland. Den renner derfra mot sør, over steppene i Det kaspiske lavland, og munner ut i Vest-Kasakhstan, i et nettverk av små innsjøer og sumper kalt Kamysj-Samarskijsjøene. Malyj Uzen løper parallelt med elva Bolsjoj Uzen, 50 kilometer lengre øst. Mesteparten av vannføringen kommer fra snøsmelting, og vannføringen er derfor størst i april, mens deler elva om sommeren tørker helt inn. Ved landsbyen Malyj Uzen varierer vannføringen fra 3,4 m³/s til 782 m³/s. Elva er frosset over fra desember til vårløsningen i mars-april. Elva benyttes til vannforsyning og irrigasjon.