喀纳斯湖湖面海拔为1374米，蓄水量53.8亿立方米，列居中国淡水湖第三，湖泊最深处高程为 1181.5米，湖深188.5米 ，是中国最深的冰碛堰塞湖；湖泊两侧崖岩林立，断层痕迹清晰；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。
喀纳斯湖年降水量为1000毫米左右，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。海拔1400米以上，8月下旬开始降雪；海拔3000米以上， 8月初开始降雪，一直到翌年5月下旬或6月初，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，与降水量大体持平。
喀纳斯湖空气湿度较大，相对湿度一般为59%-90%，湿度随海拔升高而增加，森林内湿度一般可达90%以上。
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