长白山天池,水面海拔高度为2189.1米,略呈椭圆形,南北长4.4千米,东西宽3.37千米。集水面积21.4㎞²,水面面积9.82㎞²,水面周长13.1千米。最深达373米,平均水深204米。总蓄水量20.4亿立方米。湖水主要依赖湖面降水和地下水补给,集水面积21.4㎞²,补给系数2.18。集年湖面降水量0.303×108m³,地下水补给量0.157×108m³,合计年入湖水量0.46×108m³;出流由天豁峰与龙门峰间的缺口—闼门溢出,流经宽20.0-30.0米,长1.5千米的乘槎河后,以落差68米的悬崖跌水,形成长白瀑布,下注二道白河,为松花江的正源。年出湖水量0.416×108m³,湖面蒸发量0.044×108m³,合计年出湖水量0.46×108m³。是吉林省气温最低,并且是水面蒸发量最小,降雨量最大的地区之一。水量收支平衡。换水周期48.1年,水位年变幅0.8-0.9米。夏季气温15.0-18.0℃时,表层水温7.0-12.0℃,水深20.0米处降至4.0℃,20.0米以下趋向稳定,为3.5~4.0℃。每年11月下旬封冻,至翌年6月中旬解冻,结冰期243天,封冻期200天左右,冰厚1.25米,其中1930年最大冰厚3.0米,冰上积雪深1.0米。另在白云峰,华盖峰和将军峰的悬崖下,因受湖底温泉影响,湖水冬季不封冻。在每年6月中旬至10月中旬的解冻期间,湖面在5级风时波高超过1.0米,无风时有湖水明如镜之称。天池湖水湛蓝清沏,最大透明度5.2米;总硬度1.75德国度,20.0米以上的浅层水pH值8.16,20.0米以下的深层水pH值7.29;矿化度247.07毫克/升,其中阴离子HCO3-、Cl-、SO42-和NO3--N含量分别为154.5、20.01、3.17和0.59mg/L;阳离子Na+、Ca2+、K+和Mg2+含量分别为50.85、11.45、5.81和0.69毫克/升,属重碳酸盐类钠组Ⅰ型水。DO10.0毫克/升,COD0.75毫克/升,TN0.61毫克/升,属中营养类型高山湖泊。