赛里木湖以神奇秀丽的自然风光享誉古今中外。赛里木湖湖面海拔2073米，水深85公尺，东西长约30公里，南北宽约25公里，周长90公里，水域面积455-460平方公里，呈椭圆形，最大水深92米，蓄水总量210亿立方米 ，
是新疆海拔最高、面积最大的高山冷水湖。湖水除周围一些小河注入外，主要靠地下水补给。由于所处位置较高，蒸发量较大，湖水矿化度为3克/升左右，略带咸味，属微咸湖[2] 。赛里木湖[2] 有着诸多称谓：因是大西洋的暖湿气流最后眷顾的地方，所以被称作大西洋最后一滴眼泪；赛里木湖古籍亦称天池。当地人称呼赛里木湖为三台海子，因清代在湖的东岸设有鄂勒著依图博木军台（即三台）而得名。赛里木湖古称“西方净海”，今日本地居民称之为“海西”。蒙古语称“赛里木淖尔”（淖尔读音:nào ěr 释义: 蒙古语音Naγur。意即湖泊，多用于湖泊名称，意为“宁静的湖”。突厥语中“赛里木”意为“平安”之意。而赛里木湖在哈萨克语，是祝愿的意思；因传说赛里木湖是由一对为爱殉情升天的年轻恋人的泪水汇集而成的，也被称为天池和乳海。
湖四周是倾斜低岸，水草丰美，为优良牧场。无大河注入湖内，流域内也少冰川和永久积雪，湖水主要来源为雨水补给和地下水。50年代曾测得赛里木湖东侧水位明显上涨，原因可能为湖盆的抬升运动。湖水于12月下旬封冻，冰厚1-2米，次年5月份解冻。