日月潭在地形学上属于“构造湖”，在几万年前，台湾的中央山脉西侧地体构造变动之时，曾经形成一连串的湖泊，后来因为地面相对上升，这些地区的许多湖泊都被溪流袭夺，湖水渐渐干涸。日月潭、头社、鱼池及埔里等地，原来均为湖泊，因为此地带同为第三纪粘板岩层的断层地带，由于地壳的变动导致不断的褶曲及陷没作用后，形成大、小的盆地，然后蓄水，便形成了山间的湖腑。经历若干年代后，复经填充或决堤作用而干涸，便又成为肥沃的盆地平原，如现在的头社、鱼池、埔里等。其中日月潭因处于较高的位置，受河川侵蚀最迟且最少，故仍能蓄存充沛的水量，使之不致干涸，同时又无外来的沙砾填充，并且有充沛的雨水补充，且流出之水量又极少，自然保存了日月潭的湖水。[6] 埔里盆地群的断面图
日月潭位于中华人民共和国台湾省南投县鱼池乡，大约居南投县之中央地带，卧伏在玉山和阿里山之间的山头上，位于东经120°55′，北纬23°52′，北方接埔里镇，东北邻仁爱乡，东南为信义乡，西南接水里乡，西北毗连国姓乡。[6] [7]
日月潭本来是两个单独的湖泊，后来因为发电需要，在下游筑坝，水位上升，两湖就连为一体了。[7]
日月潭原本面积为4.55平方千米，民国二十三年（1934年）蓄水完成日月潭第一发电所，湖水面积扩大了70%，潭面扩张至7.73平方千米（满水位时10平方千米）。[1] [4] [6] 现湖水面积为9.4平方千米。[11] 共39张 日月潭
在未建水电站前，日月潭平均水深约4米，电站建成后水位提高30余米，潭边低地尽被水淹[6] 。现周围36千米，水深平均40米，最深46米，海拔745米[4] [9] 。
日月潭湖区属南亚热带温润气候。气候带垂直分布明显，有热带、亚热带、温带、寒带4种类型。1月平均气温略低于15.0℃，7月平均气温略高于22.0℃。夏季凉爽，为避暑胜地。年降水量3000毫米，迎风坡达4000毫米。降水集中于4~8月，年降水日数117~177天。冬季盛行东北风，夏季盛行西南风。[9]
日月潭植被发育良好，但因人为开垦的缘故，植被多以人造林或次生林为主，林地占80%，仅在山头或溪谷尚有少数原始植物。植被林相概况大致可分为天然阔叶林、混合林、竹林、人造林（如柳杉林）、果园等。另外景区有不少外来植物入侵，亦有不少归化植物。[6] [9]
日月潭是台湾外来种生物最多的淡水湖泊之一，[4] 植物与其他地区相比属丰富。紧临潭边的是湿生植物活跃的场所，以细累子草、节花路蓼、九节木、厚壳树、台湾山桂花、山胡椒和山白为主。据统计，日月潭周边植物的物种达741种之多，以桑、樟、楠、壳斗科最多，蕨类植物也非常丰富。[6]