博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖，位于新疆天山南坡焉耆盆地东南部最低洼处。 湖体东西长为50多千米，南北宽25千米，呈扁平蝶形，水面面积1030平方千米，湖面平均水位海拔1048米，湖盆最低处海拔1031米，最大湖深17米，平均深约9米，平均储水量约75亿立方米。

博斯腾湖的湖水来源是西北的开都河、马拉斯台河，然后经西南部的孔雀河排出，穿铁门关峡谷，进入库尔勒地区，最后汇入罗布泊。 大湖西南部分布着大小不等的小湖区。

由于库尔勒地区工农业用水量不断增加，博斯腾湖水位不断下降，湖面逐渐缩小，湖水矿化度逐年升高，博斯腾湖今已演变成一个微咸水湖泊。 原有的塔里木裂腹鱼（俗称尖头鱼）、扁吻鱼（俗称大头鱼，国家一级保护动物）和长头鱼等已衰减。