Sông Cái khởi nguồn từ vùng rừng núi Gia Bát (Di Linh – Lâm Đồng) rồi về vùng Sông Quao nguyên xa xưa có nguồn gốc từ tiếng Chăm là Krông Nao, lâu ngày người Việt đọc trại ra là Sông Quao. Từ rừng núi phía Tây, sông Quao chảy về phía Đông đồng bằng Hàm Thuận, qua Ma Lâm, Hàm Trí đến thôn Hội Nhơn của xã Hàm Chính của huyện Hàm Thuận Bắc ngày nay dòng sông lại có tên là sông Hội Nhơn. Tại đây có một phụ lưu từ phía Tây bắc chảy về được gọi là sông Cạn hợp lưu với sông Cái, hình thành một ngã ba sông. Từ ngã ba sông, qua xóm Lụa (thị trấn Phú Long) xuôi về hạ du sông được giữ nguyên tên sông Cái, về tới Phú Hài lại được gọi sông Phú Hài. Con sông Cái tính từ đầu nguồn Gia Bát – sông Quao đổ ra cửa Phú Hài có chiều dài là 71 km.
