湖泊平面上北侧呈北东向，南部形态呈北东南西相互交织的锯齿状，与区域北东南西向两组构造线一致，是第四纪冰川和构造断陷共同作用的结果。喀纳斯湖是中国唯一的北冰洋水系，湖水来自奎屯、友谊峰等山的冰川融水和当地降水，从地表或地下泻入喀纳斯湖。喀纳斯湖地区受西风带影响，年降水量超过1000毫米。最大降水带为海拔2100米。冬季漫长，降雪丰富，一般8月初开始出现霜冻。降雪期长达8个月左右，积雪深度可达1-2米，降雪日数一般在73天以上，稳定积雪期在200天左右。雪线分布在海拔2850米左右。年蒸发量约1000毫米，