Innsjøen har et areal på 2 700 km² og ligger på en høyde av 1 461 moh. Sjøen ligger i en riftdal som sakte utvider seg, noe som forårsaker vulkansk aktivitet i området. Dette gjør også at sjøen er usedvanlig dyp, og med en gjennomsnittdybde på 237 meter og en største dybde på 480 meter er den verdens 15. dypeste innsjø. Innsjøen er omringet av høye fjell. I den sørlige delen av sjøen ligger øya Idjwi, som er den tiende største øya i en innsjø i verden. De største byene ved Kivusjøen er Bukavu og Goma i Kongo og Gisenyi, Kibuye og Cyangugu i Rwanda.