湖区属北亚热带季风气候，年均气温16.5℃，1月平均气温3.5℃，极端最低气温-10.8℃，7月平均气温29.0℃，极端最高气温40.3℃。多年平均无霜期258d，降水量 1 283mm；最大风速10.0 m/s，风向偏S。地带性土壤为棕红壤，平原圩区以水稻土为主，植被类型主要是栽培植被。

湖水依赖地表径流与湖面降水补给，集水面积243.3平方公里，补给系数5.1。主要入湖河流有高桥港、金牛河等30余条，来水先入梁子湖，调蓄后再经东沟闸注入保安湖，入湖水量均已受到人工控制。此外，汛期三山湖水量经河泾港也可与该湖相互交换。出流经长港于樊口新闸排入长江。湖水每年4月开始起涨，以后随着流域降水增加，水位缓慢上升，6月以后长江水位上涨，出流受长江高水位顶托，内湖水位迅速上升，8、9月水位达最高值，10月以后因江水退落，沿江开闸排水，内湖水位迅速下降，至翌年3月水位降至最低值。历年最高水位19.65m（1977年），最低水位15.77m（1978年）；年内最大变幅3.69m，最小变幅0.09m，平均变幅3.00m，绝对变幅3.88m。湖流主要表现为吞吐流和风生流两种形态，在河流进出口沿岸以吞吐流为主，最大流速达36.5cm/s，一般8.0~10.0cm/s，流向NE、NW。风生流主要发生在开敞湖面，流速较小。1984~1987年实测，风速2.0~3.0m/s时，波高10~15cm；风速5.0~7.0m/s时，波高20~30cm；风速超过10.0m/s时，湖面出现白色浪花，波高可达50~60cm，最大达80cm左右。