千岛湖天晴时能见度达9-14米，水质达到国家I类地面水标准，正常湖区水位高108米，库容量为178.4亿立方米，相当于3184个西湖的容量。湖水水位落差很大，最深处达100米，平均深度34米。

　　千岛湖从水面到以下10米处，水温在10℃―30℃之间来回变动，为变温层，10―25米之间为温跃层，水温随深度发生变化，以7―8月变化最显著，大约从26℃降到10℃，水深每降1米，水温下降1℃，1月水温变化不显著，从水面到25米都为10℃，从水深25米至湖底为滞温层，水温常年保持稳定，其中上半年滞温层为25米以下，下半年35米以下，水温常年保持在10℃左右。

　　千岛湖地处亚热带季风气候区的北缘，由于森林覆盖率高，以及千岛湖水面的调节作用，故气候温暖湿润，一年四季分明，它的年平均气温为17℃，极端最高气温41.8℃，极端最底气温-7.6℃，年平均降水量为1430mm，雨日为155天。