鹹海位於哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦之間、克孜勒庫姆沙漠的中部。鹹海海拔53米，湖面最大時南北長435公里，東西290公里，面積68000平方公里，平均深度16米，在西海岸外最深處達69米，曾是世界第四大湖。
這幾乎相當於斯里蘭卡的國土面積。其支流的三角州有幾十個小湖，生態豐富的沼澤和濕地遍及55萬公頃。因為流入的水量（徑流量）小於湖水的蒸發量，鹹海的含鹽量比淡水湖高得多。
在鹹海全盛的時候，曾經是中亞第一大咸水湖、世界第四大湖，面積將近7萬平方千米。在全盛時代，鹹海曾經有發達的漁業，沿岸的從業者超過4萬人，捕撈量佔前蘇聯總捕魚量的1/6。
海中散佈着1000多個小島。北岸地勢高低不均，海岸線曲折，有許多大大小小海灣。東海岸的北部是巨大的錫爾河三角洲，南海岸也有同樣大的阿姆河三角洲，西海岸是烏斯秋爾特高原。
鹹海一帶是極端的大陸性氣候。歷史上受週期性乾旱氣候影響，湖水位變比較大。鹹海的水產有鱘、鯉、鯡、鯔等魚類。居民除捕魚外，還飼養牲畜、繁殖麝鼠、種植甜瓜。
