Fırat Nehri üzerinde kurulan GAP Projesi içinde, Keban Barajından sonra ikinci kademeyi teşkil eden baraj.

Keban Barajına 166 km, Diyarbakır iline 134 km mesâfede ve Çüngüş ilçesi sınırları içindedir. 1976 yılında ihâle edilerek inşâatına başlanmış 1987 yılında tamamlanmıştır. Enerji üretimi gâyesiyle kurulmuş olup, 1800 megavat kurulu gücü, 7,5 milyar kilovat saat/yıl üretim kapasitesi bulunmaktadır. Karakaya Barajı, Atatürk Barajından sonra, elektrik enerjisi üretmesi bakımından Türkiye’de ikinci sırada yer almaktadır (1993). 225 metre sâbit yarıçapında tek eğrili(beton kemer ağırlık) tipindedir. Dolu kret uzunluğu 462 m ve gövde beton hacmi 2 milyon metreküptür. Baraj üzerinde tesis edilen 14x14 metre ebadında on adet radyal kapak ile kontrol edilebilen, sâniyede 17 bin metreküp kapasitede olan dolu savak, açılı düşük kanallı ve santral üzerinde traplenli olarak yapılmıştır.

Her birinin gücü üç yüz megavat olan, altı adet türbün greratör üretim ünitesi bulunmaktadır. Hidroelektrik santral 184 m tûl ve 81 m genişlikte inşâ edilmiştir. Su depolama alanı 80.538 km2, yıllık ortalama su akışı 23.554 milyar metreküptür. Toplam su hacmi 9.58 milyar metreküp, baraj gölü alanı 29.800 hektardır.

Tipi beton kemer ağırlıklı olup, temelden yüksekliği 173 metredir. Türkiye’nin ikinci sırada en büyük barajıdır.