伊塞克湖位于吉尔吉斯斯坦与中国天山北坡的封闭性山间盆地中，是昆格—阿拉套和杰兹科伊—阿拉套山脉之间的盆地，为该国湖泊面积、水量较大的湖泊，分别占全国的91%和97%，与中国仅一山之隔。位置在77. 33°E，42.42°N附近，东西长178千南北宽60.1k米，湖面平均海拔为1607.4米（1960～2015年平均），湖面积6236平方千米，储水量13780×108立方米，湖岸线周长约669千米，平均深度278.4米，最大深度702米，是吉尔吉斯斯坦重要的产粮区和畜牧区。
伊塞克湖盆地四面环山，北部是昆格山，最高峰海拔4770米，南面泰尔斯凯山、最高峰海拔5216米，高山区冰川面积约650.4平方千米。
盆地西部干早，雷巴奇耶市年降水量只有119毫米，山地年降水量300毫米左右；东部降水量较多，普尔热瓦尔斯克年降水量386毫米，红十月村年降水量583毫米，高山区年降水量可达800一900毫米。 伊塞克湖四面环山，南为帖尔斯克伊山（Terskei Ala-Too），最高海拔5200米；北为孔格伊山（Kungei Ala-Too），海拔4700 米。
湖区位于大陆性气候带中部，气候温和干燥， 1月平均气温-6℃ ， 7月平均气温15～25℃ 。伊塞克湖四面山脉围成了伊塞克湖22080平方千米的集水流域的最主要部分并且提供大部分的水。流域高山区发育的现代冰川面积约为650.4平方千米，冰储水量4.8×1010立方米。伊塞克湖为封闭内陆湖，没有出口，每年地表水补给为13×108立方米，降水和地下水的补给为330毫米，湖面的蒸发量为820毫米。是吉尔吉斯斯坦重要的产粮区和畜牧区。
伊塞克湖流域共有大小河流118条。河流出山口后，在洪积冲积平原大量入渗，补给平原地区地下水。 较大的为东北部的卡拉科尔河和秋普河 。
湖区位于大陆性气候带中部，气候温和干燥， 1月平均气温-6℃ ， 7月平均气温15～25℃，为典型的大陆性气候，雨热同期。年降水量约200～300毫米，山区可达800～1000毫米。
气候温暖、干燥、适中。沿岸地区7月平均气温约17℃（62℉），盆地西缘的1月气温平均约﹣2℃（28℉）。年降水量自西向东激增，夏季从100毫米（4英寸）到最高410∼510毫米（16∼20英寸）。盆地东部常年积雪。常有强劲大风吹向湖泊，在西部风速平均每小时约145公里（90英里）。
伊塞克湖岸和缓平展，东面和东南面有小湾。土壤以沙质为主。湖水呈天蓝色，清澈可见（可见度达20米〔65英尺〕），味咸。由于其含矿质量高，不宜饮用和灌溉，但时而用来供牛喝饮却无须淡化。
盆地西部是岩石重叠的荒漠，有一些盐性的半灌木植物。向东则为乾草原和草地，还有一种榆树生长在栗色土壤和黑土地上。山上则有亚高山和高山草地。
湖中有20种以上的鱼。基本的商业鱼为无鳞奥斯曼鱼和一般鲤鱼等。湖东、西岸是水鸟过冬之地，过冬鸟主要有潜鸭、绿头鸭、秃头蹼鸡和水鸭等。1948年建立了伊塞克湖野生动物保护区。湖滨四周和1.6公里（1哩）的湖岸区内禁止狩猎，兔子、狐狸和麝鼠均生活在灌木丛里。那里总共约有40种的哺乳动物和200种的鸟。
