洞庭湖（Dongting Lake），古称云梦、九江和重湖，位于长江中游荆江河段南岸，湖南省境内、湖北省南部。经过地质运动和人类活动的双重作用，洞庭湖现已分割成东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖、大通湖，除大通湖外的三湖之间通过河网湖沼和洪道连接。明清时期洞庭湖面积约5400至5600平方千米，此后由于四口分流入湖的洪水夹带大量泥沙，湖盆不断淤积，面积不断减少，现为2625平方千米。

洞庭湖历史上有云梦、云梦泽、九江、五渚、五湖、三湖、重湖、太湖之称。

洞庭湖的名称的历来，有许多的说法。在《史记》《周礼》《尔雅》等古书上都有“云梦”的记载。梦，是当时楚国方言“湖泽”的意思，与“漭”字相通。“春秋昭元年，楚子与郑伯田于江南之梦”。又云：“定四年楚子涉濉济江，入于云中。”《汉阳志》说：“云在江之北，梦在江之南。”合起来统称云梦。当时的云梦泽面积曾达4万平方千米，《地理今释》载：“东抵蕲州，西抵枝江，京山以南，青草以北，皆古之云梦。”司马相如的《子虚赋》说：“云梦者方八、九百里。”到了战国后期，由于泥沙的沉积，云梦泽分为南北两部，长江以北成为沼泽地带，长江以南还保持一片浩瀚的大湖。自此不再叫云梦，而将这片大湖称之为洞庭湖，因为湖中有一君山，原名洞庭山。《湘妃庙记略》称：“洞庭盖神仙洞府之一也，以其为洞庭之庭，故曰洞庭。后世以其汪洋一片，洪水滔天，无得而称，遂指洞庭之山以名湖曰洞庭湖。”这就是洞庭湖名称的由来。

洞庭湖属扬子准地台江南地轴上的断陷盆地，形成于燕山运动，延续至喜马拉雅运动。白垩纪为盆地发展扩大时期，第四纪以来，洞庭湖拗陷盆地在新构造运动作用下，再次全面下沉，接受沉积，成为湖南省第四纪分布最广、厚度最大、沉积层序最全的地区。存在4次以上凹陷成湖、凸起成陆的演化过程，相应拗陷盆地解体，形成断拗盆地。早更新世早期，在目平湖、澧县、沅江等凹陷成湖，中期湖侵扩大到汉寿、鼎城、安乡、湘阴等地，出流由安乡经澧县凹陷排入长江，末期凹陷转为缓慢上升，湖泊萎缩一部分成陆。早更新世晚期，目平湖与沅江两凹陷相连，湖盆扩大。赤山凸起成为两湖间的孤岛，湖水从南县、鲇市、藕池口排入长江，为第四纪湖面最大的兴盛时期。随着湖盆转为上升为主，湖水退却，出现洞庭湖平原地貌景观。中更新世，洞庭湖盆地发育为河网交织的湖沼盆地，澧县、目平湖和沅江至湘阴的沉积体系。此时，湖水有两处出口，一处由岳阳君山经广兴洲入长江，另一处由安乡佘家台经澧县进入江汉盆地。晚更新世，目平湖凹陷和沅江至湘阴凹陷部分地区再次活化沉降，并在赤山西部形成常德、安乡河湖盆地和东部临资口、黄茅洲和北大市河湖盆地，但其它范围已大为缩小，形状复杂，湖水由南向北流，并在团山附近有东、西水系汇合，在石首一带注入长江。发展到全新世后期，整个湖盆为河网交错的洞庭平原，当时在君山西南侧有一方圆130平方千米的小湖。

先秦之后，云梦泽逐渐解体，江湖关系转变，直接影响到洞庭湖的演变。汉晋以来，长江流域人口逐渐增长，垦殖活动强度增大，自然植被受到破坏，长江的含沙量开始增高。随着荆北云梦泽的逐渐淤塞，荆江河床自动调节抬高，加上受西北—东南方向新构造掀斜运动的影响，荆江主泓道逐渐向南摆动。东晋永和年间，荆江南岸形成景口、沦口二股分流汇合成沦水进入洞庭湖。洞庭湖由于承纳两口分泄之江水江沙，湖泊的淤积过程开始加速，形成大小不一的湖群。唐宋时期，荆江统一河床的形成，使边界条件发生重大变化。随着荆江堤防不断修筑，江面束狭、泄洪不畅，洪水位开始抬升，江水顶托倒灌机率增大，每当大洪水通过荆江段常形成决口，“九穴十三口”形成。穴口大量分流长江洪水，使洞庭湖呈现明显扩涨之势，湖盆向西、向南伸展，南连青草、西吞赤沙，水域面积扩大。形容湖水波澜壮阔的“八百里洞庭”一词便开始在这一时期的诗文典籍中出现。随着水域扩展，使原来在汉晋时期彼此支离的洞庭、青草、赤沙3个湖泊在高水位时得以连成汪洋一片。由于受长江来水的影响越来越大，洞庭湖洪水过程也相应发生显著变化，由唐宋以前以“春溜满涨”为主逐渐转变为以“夏秋水涨”为主，洪水特征除由四水注入的“桃花汛”之外，长江夏秋水涨的洪水特征已突现出来，使湖泊的洪水过程在年内变化由原来的单峰型转变为明显的双峰型。

宋代以后，荆江河床不断为泥沙淤积，洪水位持续抬升，使魏晋时原“湖高江低、湖水入江”的江湖关系逐渐演变为“江高湖低、江水入湖”的格局，洞庭湖水浸日益严重。元、明、清三朝，随着荆江堤防的不断修筑和穴口的时决时塞，江患加剧，荆江溃堤、湖区溃垸频繁。江湖关系开始紧张起来，说明从宋代开始，江湖关系开始发生历史性变化，人为因素成为江湖关系变异的不可忽视的因素。

明嘉靖之后，中央政府采取“舍南救北”的治水方针，荆江北岸穴口尽堵，南岸保留太平、调弦二口与洞庭湖勾通。清代仍继续沿袭明朝的消极治水方针，在长江来水有增无减的情况下，一遇洪水则湖水泛滥四溢、向外扩展已成必然之势。西洞庭湖和南洞庭湖就是在这一背景下逐渐扩大起来的。这一时期洞庭湖的范围，“每岁夏秋之交，湖水泛滥，方圆八九百里，龙阳、沅江则西南之一隅。”说明唐宋时期洞庭湖在西吞赤沙湖之后，向西南又有了迅速的发展。迄至清代中期以前，洞庭湖仍继续呈扩涨之势，到道光年间，为洞庭湖自先秦以来扩展至鼎盛时期。道光《洞庭湖志》记载它的范围是：“东北属巴陵，西北跨华容、石首、安乡，西连武陵、龙阳、沅江，南带益阳而环湘阴，凡四府一州，界分九邑，横亘八九百里，日月若出没其中。”可见洞庭湖自魏晋南北朝之后是逐步“回春”的。由魏晋时期的五百余里到唐宋之际的七、八百里，继而又发展到清中叶的八九百里，湖水波涛可直拍岳阳、华容、汉寿、沅江、湘阴等县城，君山、艑山、层山、寄山、团山、磊石山、赤山、墨山等均成为兀立湖中的岛屿。洪水时节，洞庭湖水域面积超过6000平方千米。

19世纪中叶，洞庭湖开始由盛转衰，进入有史记载以来演变最为剧烈的阶段。从6000平方千米的浩瀚大湖，萎缩到目前2691平方千米的湖面，就是在这一百多年时间内发生的。其主要原因就是人为和政策的因素，导致咸丰、同治年间藕池、松滋相继溃口，荆江四口分流入洞庭湖局面的正式形成。咸丰二年，荆江藕池堤马林工在小水年份溃决，清政府借口民力拮据未予堵筑，形成藕池口、至咸丰十年长江大水，在原溃口冲刷成藕池口。同治九年松滋溃口，因堵筑不坚固，同治十二年复溃，形成松滋河。藕池口，松滋口形成后，原由两口分流转变为四口分流，江湖关系巨变，成为洞庭湖近一百多年来演变的重大转折点。由于四口自北而南奔流，夺流改道，不仅使四水三角洲平原被淹，而且还迫使四水改变流向，彻底打乱了原有水系格局。沅水尾闾的主泓被迫遗弃故道，改由大围堤西北方向入湖；资水尾闾的主泓也不再经由沅江县城侧，而是改由毛角口经杨柳潭入湖。四口和四水在湖内相互顶托干扰，造成局部地区水位壅高。更为严重的是大量泥沙倾积湖内，成为制约洞庭湖演变的一个主要矛盾。四口入湖泥沙淤积形成的河口三角洲自西北向东南推进，加速了洞庭湖洲滩的发育。随着三角洲在湖内不断充填和南移东进，洞庭湖由此进入了迅速缩小的过程。伴随着泥沙淤积和洲滩的迅速扩展，湖区继之开展大量的围垦。湖泊变成洲滩，洲滩又成为垸土和湖田，洞庭湖人进水退的状况开始出现。滨湖堤垸如鳞，弥望无际，已有与水争地之势。乾隆年开始到嘉庆年间，湖南的一些有识之士包括地方官开始呼吁限制围湖造田，并要求刨毁有碍行洪的私垸。二是清末光绪年，在荆江来沙成倍增长、洲滩迅速扩展的情况下，再次出现筑堤建垸的高潮，挽垸呈恶性膨胀，至清末洞庭湖总计有堤垸1094座。

民国时期，围垦没有受到遏制，洞庭湖进一步萎缩。高位洲滩因每年显露期长，相继挽成堤垸已成必然之势。而中位和低位洲滩，因地势低下，每年淹没时间较长，修垸工程量大，且不适宜垦殖，这一类未经建垸的洲滩，当地俗称之为洲土。据民国35年调查，已形成岳临、苍梧台、注滋口、大通湖、飘尾五大区块，总计在268万亩。20世纪40年代中期洞庭湖已是洲滩广袤，湖体支离破碎，港汊交织，滩地发育系数达0.4左右。洞庭湖滩地发育程度如此之高，表明洞庭湖已进入它的衰老阶段。

此后由于分流入湖的洪水夹带大量泥沙，湖盆不断淤积，至1949年湖泊面积减至4350平方千米，1983年，这个长江水系重要调节湖泊的面积又缩小到2691平方千米，并被分隔为几个部分。

洞庭湖位于长江中游荆江河段南岸，湖北省南部、湖南省北部，位于北纬28°44′—29°35′，东经111°53′—113°05′之间。湖体呈近似英文字母“u”形，从地图上看酷似一把用餐的勺子，镶嵌在两湖平原上。

广义的洞庭湖区，包括湖北荆州所辖荆江南岸的松滋、公安、石首，和湖南所辖的常德、益阳、岳阳、长沙、湘潭、株洲等6个地级市中属于滨湖地区和尾闾地区的43个县（市、区），其中滨湖区（或叫纯湖区）22个县、市、区，四水尾闾地区21个县、市、区。狭义的洞庭湖区，是指常德、益阳、岳阳3市环洞庭湖地区，包括荆江河段以南，湘、资、沅、澧四水控制站以下的广大平原、湖泊水网区。

按2010年行政区划，结合历史习惯和自然地理，环洞庭湖区主要指洞庭湖平原地区，约5万平方千米，它包括湖北省荆州市荆州区弥市镇、松滋市、公安县、石首市江南部分，湖南省岳阳市岳阳楼区、云溪区、君山区、岳阳县、华容县、湘阴县、临湘市、汩罗市、屈原管理区，常德市武陵区、鼎城区、西湖管理区、西洞庭管理区、汉寿县、桃源县、澧县、安乡县、津市，益阳市资阳区、赫山区、沅江市、南县、桃江县、大通湖管理区，长沙市望城区、芙蓉区、天心区、岳麓区、开福区、雨花区、长沙县和宁乡县的一部分，株洲市天元区、芦淞区、荷塘区、石峰区，湘潭市雨湖区、岳塘区。

根据地理学家罗洪先的《广舆图》和清光绪年间出版的《湖南全省舆图》，历史上确有“八百里洞庭”的浩荡气势，约5400至5600平方千米。此后由于四口分流入湖的洪水夹带大量泥沙，湖盆不断淤积，至1949年湖泊面积减至4350平方千米，1983年更缩小到2691平方千米，2010年勘测洞庭湖天然湖泊面积为4040平方千米，超越鄱阳湖。洞庭湖现为中国第一大淡水湖泊，盛期湖泊面积逾6000平方千米。

根据上述边界在五十万分之一地形图上量算，洞庭湖区的面积为18780平方千米。其中湖南省15200平方千米，约占81%，湖北省3580平方千米，约占19%。湖南省的15200平方千米中，通江湖泊面积2691平方千米，洪道面积1013平方千米，堤坑面积9323平方千米，环湖丘陵面积2173平方千米，此外，湘、资、沅、澧四水尾闾地区尚有堤皖面积895平方千米。湖北省3580平方千米中，无通江湖泊，烷内湖泊622.3平方千米，主要洪道面积215平方千米，堤境和其他地形面积2742平方千米。通江湖泊面积2691平方千米中，东洞庭湖最大，为1328平方千米，南洞庭湖920平方千米，目平湖350平方千米，七里湖93平方千米。

经过地质运动和人类活动的双重作用，洞庭湖现已分割成东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖（有资料称大通湖同为组成部分），三湖之间通过河网湖沼和洪道连接。

东洞庭湖位于湖南省岳阳市汨罗市磊山，华容县墨山铺、注滋口，益阳市大通湖农场之间，其中滨湖的区域包括华容县、钱粮湖农场、君山农场、建新农场、岳阳市区（岳阳楼区、君山区）、岳阳县，湖域面积约1328平方千米，是长江、纳三湘四水江湖交汇之地。

南洞庭湖系指赤山与磊石山之间的诸湖泊，介于东、西洞庭湖之间，由湘江、资江和澧水汇流注入湖体，属通江型湖泊。承西启东、上吞下吐，是西、东两湖的过渡段，是较为典型的吞吐型过水性湖泊。现今的南洞庭湖东西长55千米，南北宽16千米，由东南湖、万子湖、横岭湖、朗山湖、神湖、慈祥湖、团林湖、荷叶湖等大小湖泊组成，总面积920平方千米。环湖有益阳市赫山区、沅江、湘阴3县和茶盘洲、屈原两国营农场的大小18个堤境，保护耕地面积81.84万亩，总人口52.48万人，防洪堤全长456.5千米。现今南洞庭湖。南洞庭湖气候属亚热带湿润型气候，年平均气温16.2±2.0℃，年平均径流量为9.49×109立方米，易受季节影响，9月以后雨水减少，出湖水量大于入湖水量，水位逐渐下降，进入平水期。

西洞庭湖原指赤山以西的若干零星湖泊，由于接纳松滋、太平两口和澧、沅两水输入大量泥沙而逐年淤淀，现今仅存目平湖和极小的七里湖，湖泊面积443.9平方千米。有澧水流经西北，沅水流经西南，松滋河、虎渡河及藕池河西支诸水自北注入，现有通外江湖的河湖面积约520平方千米，环湖的汉寿县、安乡县、鼎城区、澧县、津市市、桃源县、临澧县、武陵区的平原区称为西洞庭湖区，有吴淞高程51米以下的平原河湖面积6285平方千米。

目平湖，东临赤山，南抵汉寿、沅江山丘，北联澧水尾闾和松虎洪道尾闾，西达西湖大堤。目平湖因相传范蠡曾隐居赤山，曾称蠡湖。后人以其湖面广阔，“举目无际”，改名目平湖，是西洞庭湖残存的最大湖泊，调蓄容积约21亿立方米，总面积350平方千米。松滋、虎渡河分泄江水泥沙含量大，北部淤积严重。1949—1988年，目平湖已平均淤高2米以上，32—33米高程的淤洲已达9万亩左右。当水位下降至31米时，沅澧水已不能通流，行人可从西湖垸涉湖上赤山。

七里湖，位于津市小渡口以下至石龟山，南抵嘉山，北临松澧大垸。总面积94平方千米。七里湖承纳澧水及松滋河西支来水，泥沙含量较大，湖床淤积十分迅速。1952年实测，湖底平均高程27.2米；1983年实测，平均淤高4.5米，最大淤高7.5米。调蓄容积由10亿立方米减至不足3亿立方米。为改善七里湖泄洪状况，澧县、津市曾数次疏治，但仍难挽救七里湖的渐次消亡。

珊珀湖，位于湖南省常德市安乡县安丰、安裕两乡之间，是洞庭湖水系一个半封闭型调蓄湖泊，具备蓄洪和灌溉功能，总面积18.3平方千米。古名山背湖，湖东原有“大鲸小港”连接县城西侧大河。清道光年间，湖面宽阔，连接西洞庭湖。尔后，随围烷垦殖缩小。1949年，水面4万多亩，蓄水量2000万立方米。1989年，尚有水面33847亩，蓄水量1352立方米。水深1.5—2.6米，透明度70厘米，含氧量高，PH值7.5，微碱性。湖底淤泥最深处7米左右，湖泥有机质含量高，属营养性天然湖泊。

常德西湖，原为西洞庭湖一山湾水汊，1954年围垦西洞庭湖后，变成内湖。西湖以其在澧水之西，故名西湖。位于常德市津市南30千米。处保河堤、渡口与棠华诸乡之间。东邻珊珀湖，北靠七里湖，南距白芷湖，处于北纬29°29′—29°17′，东经111°52′—112°00′之间，系湖南省津市市区以南一浅水草型湖泊，集水产养殖、气候调节、调蓄灌溉等综合功能于一体。湖体大半深入岗地，湖面27200亩，湖底高程26—30米，平均水深5—7米，汇纳8条溪河，西东向展布，湖汊如网，集雨面积173平方千米，为境内第二大湖泊。1963年开挖朱家山洪道后，毛里湖与西湖连成一体，合称西毛里湖，面积扩大到84800亩，常年蓄水1.38亿立方米，为省内第二大内湖。国营西毛里湖渔场驻此。

大通湖在湖南省益阳市南县的青树嘴镇东，接沅江市界，地理坐标为：东经112°15′28″至112°42′02″，北纬29°01′19″至29°19′16″，跨37、38两带，东邻漉湖，南与沅江市相连，西北与南县、华容县比邻。亦洞庭之一隅也，是组成洞庭湖的四个较大的湖泊之一，其面积12.4万亩，是湖南省最大的内陆养殖湖泊。

洞庭湖南纳四水，北接荆江四口，不包括长江分流入湖的集水面积，流域面积约262800平方千米。由湘江、资水、沅江、澧水、东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖与（松滋河、虎渡河、藕池河、华容河）四口水系等8个水系的水域组成。地跨广东、广西、湖南、贵州、湖北、江西、重庆7省（直辖市、自治区）183个县（市），介于东经109°38′—114°08′，北纬24°39′—30°35′之间，南北长约470千米，东西宽约555千米，略呈方形。

洞庭湖水系流域面积约占长江流域总面积的14%，其中湖南省境内面积约205000平方千米，约占洞庭湖水系总流域面积的79%，约占湖南省总面积的96.7%，贵州省约占11.5%。若加上长江四口分流入湖的流域面积，洞庭湖水系流域面积约达130万平方千米，约占中国国土面积的七分之一。

洞庭湖水域广阔，具有一定的调蓄洪水作用，因而洪水期水位变化一般较为平缓。4月开始，四水流域进入雨季，河水不断上涨，四水尾闾5、6、7月出现最高水位，汛期连续出现几次较大的洪水过程，形成单一或复式洪峰，峰型陡瘦，洪水进入湖区后，河面展宽，湖水相互干扰顶托，峰形较为肥胖，水位上涨没有河流剧烈；6—8月为长江流域多雨季节，长江干流来水又达高峰，四口各站7—8月出现最高水位。由于江、河水顶托，湖区水位变化也较平缓，一般出现单一肥胖的洪峰。洞庭湖的水位，4月开始连续上涨，湖区各站最高水位在7—8月出现，9月后来水减少，出湖水量大于入湖水量，水位逐渐下降，进入平水期，12月至次年3月出现最低水位，其东、南、西三面各站12月至次年1、2月出现最低水位，北面各站在2、3月出现最低水位。

2023年3月26日，洞庭湖控制站城陵矶实测水位21.06米，较3月16日水位上涨2米，为2022年10月以来首次超过21米。2023年6月，受长江三峡加大下泄流量等影响，中国第二大淡水湖洞庭湖水位逐步回升。6日凌晨1时左右，湖区的标志性水文站——城陵矶站水位回升至24.51米，超过低枯水位线（24.5米），并保持上涨趋势。

2023年7月9日8时，洞庭湖主要控制站城陵矶站实测水位25.51米，再次跌破1950年以来历史同期最低水位（1957年7月9日的25.63米）。

长江中游和湖区各主要控制站多年平均特征值，四水尾阊各站，除湘潭、长沙和石门多年平均最高水位比警戒水位高外，其他站则警戒水位则比年最高水位平均值高出1米左右。湖区控制站多年平均最高水位与警戒水位其本相当。长江中游和湖区各主要控制站的最大、最小流量统计如下。

1951—2008年，洞庭湖多年平均入湖径流总量为2897亿立方米，其中长江四口为940亿立方米，占多年平均入湖径流总量32.4%，四水为1679亿立方米，占多年平均入湖径流总量58.0%，区间278亿立方米，占多年平均入湖径流总量9.6%。最大年径流量发生在1954年，总入湖年径流量为5268亿立方米，其中：四口为2330亿立方米，四水为2539亿立方米，区间为399亿立方米。1964年居第二，总入湖年径流量为4007亿立方米。自1965年至2008年的44年中，总人湖年径流量均未超过4000亿立方米。最小年径流量出现在1978年，总入湖年径流量为1990亿立方米，其中：四口为624亿立方米，四水为1208亿立方米，区间为158亿立方米。2006年总入湖年径流量也为1990亿立方米，但四口、四水的径流量差异较大，其中：四口为183亿立方米，四水为1405亿立方米，区间为402亿立方米。

受自然环境和气候的影响，四口和四水水系汛期开始的时间不同，四水汛期一般为4—9月，四口洪水一般为5—10月，洞庭湖的枯水期从当年10月至次年3月终止。

四口、四水枯水期10月至次年3月多年平均月均流量和（不计区间）为26947立方米秒，占水文年月均流量和的23.8%。其中，湘、资、沅、澧四水为21307立方米秒，占入湖总量的79.1%；长江四口为5640立方米秒，占入湖总量的20.9%。

多年平均枯季入湖月平均流量以10月6962立方米秒为最大，1月2239立方米秒为最小，分别占枯季月平均流量和的25.8%、8.3%，其中四口分别占14.7%。

多年平均枯季月平均出湖流量和为31105立方米秒，较同期入湖流量多4158立方米秒。枯季出湖月平均流量以10月9482立方米秒为最大，次年1月2703立方米秒为最小，分别占枯季月均流量和的30.5%和8.7%，由此可见出湖比入湖流量分配均匀些。而西洞庭和南洞庭交汇点的南嘴最大的10月与最小的1月月均流量占枯季月均流量和的比例分别为45.0%的5.1%。

由于地下水赋存特征受地质构造、岩性、地形、气候、水文等多种因素控制，洞庭湖区地下水分属于四大类型。（1）松散岩类孔隙水；（2）碎屑岩类裂隙孔隙水；（3）基石裂隙水；（4）碳酸盐岩类岩溶水。按照抽水试验、泉水常见流量、地下暗河数量、长度、流量评价富水程度。

松散岩类孔隙水，含水岩组由第四系地层组成，含水量丰富——贫乏。分布范围最广，面积20538平方千米；碎屑岩类裂隙孔隙水，含水岩组由下第三系、白垩系地层组成，含水量丰富——贫乏，分布面积3362平方千米；基岩裂隙水，含水岩组由前白垩系和岩浆岩组成，含水量中等——贫乏，分布面积8360平方千米；碳酸盐岩类岩溶水，含水岩组由灰岩地层组成，含水量丰富——中等。分布面积1494平方千米。

随着洞庭湖区工业化进程加速，工农业生产排放的污染物使湖泊污染严重，生态系统逐渐恶化。根据洞庭湖环境保护监测站的调查，截至2022年4月，洞庭湖区有工业污染源1803个，其中重大污染源141个。在河流水监测63个点中，超标的主要是石油类，重金属以铅、镉、砷等，在洞庭湖周围河湖水的18个监测点中，主要是总磷、总氨超标，占全年的90%。此外，湖区农药年施用量超过2×108吨，还有沤制黄红麻废水、投放铬流和五氯酚钠等血防药物，均给湿地生态系统造成严重污染，致使湿地净化水质的生态功能降低，水环境恶化，水质富营养现象日趋严重。

湖区各水质污染指标中总氮和总磷单因子水质标识指数最高，分别达到4.81和5.22，其中总氮达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的V类水质，总磷达到V类水质，综合水质标识指数为4.351—4.441。

根据总磷、总氟、COD、Chla和透明度5项主要指标对洞庭湖近20年水质与富营养化状态变化进行研究，发现洞庭湖区水体综合营养状态呈上升趋势，其中东洞庭湖综合营养状态指数超过50，呈轻度富营养；南洞庭湖和西洞庭湖近10年一直为40—50，属于中营养状态。洞庭湖环境保护监测站数据显示，洞庭湖11个省控断面中10个断面属Ⅳ类水质。1个断面属V类水质，总磷、总氮平均值分别超过全国湖泊富营养界限浓度的1.8倍和1.44倍，湖区酸雨发生频率较高，为75.9%。

中华人民共和国成立之初，洞庭湖区划为长江流域洞庭湖水系，二级水系划为四口和四水水系，四水水系分别为：湘江、资江、沅江、澧水。1955年11月制定的《长江流域水文资料汇编刊印水系划分表》中，将洞庭湖区水系划为：四口水系、湘江水系、资水水系、沅江水系、澧水水系、西洞庭湖湖区水系、南洞庭湖湖区水系、东洞庭湖湖区水系8个水系。

上述水文区域的水系划分沿用至今。2010年1月国家水利部编辑出版的《中国河湖大典·长江卷》，对阳罗江、枉水、涔水等几条河流的水系归属作如下变更：汨罗江原为南洞庭湖湖区水系河流，1958年其下游左岸兴建屈原农场时，将左岸入南洞庭湖湖区水系的三洲河、灰滩河等分支堵塞，汨罗江由磊石入东洞庭湖，故将其列为东洞庭湖湖区水系。枉水位于沅江河口右岸，由德山注入沅江，原划归为西洞庭湖湖区水系河流，水利水电、航运等部门作河流、流域规划时，将其列为沅江支流，为方便流域规划需要，《大典》将其列入沅江水系。涔水位于澧水河口左岸，由小渡口注入澧水，原划归为西洞庭湖湖区水系，水利水电、航运等部门作河流流域规划时，将其列为澧水支流，为方便流域规划需要，《大典》中将其列入澧水水系。

洞庭湖区在地貌格局控制下，形成以湖泊为中心的向心状水系。流域面积超过1000平方千米的入湖河流有70条，流域面积超过10000平方千米的入湖河流有9条。湘江流域面积94660平方千米，为洞庭湖水系流域面积最大河流。沅江全长1033千米，为洞庭湖水系最长的河流。直接入湖的主要河流，按顺时钟方向，东有新墙河、汨罗江，南有湘江、资水，西有沅江、澧水；北有松滋河、虎渡河、藕池河、华容河。洞庭湖湖区内，四水尾闾洪道与四口入湖河道及其分支纵横交错，大小湖泊星罗棋布，为典型的水网地区。主要洪（河）道及其分支27条。水面面积超过1平方千米的湖泊157个，其中水面面积超过10平方千米的湖泊30个。东洞庭湖水面面积最大，达1312.8平方千米。

下游水系，指洞庭湖与长江连通的吐纳水道，除从城陵矶出流长江外，有松滋、藕池、太平、调弦（1958年已堵塞）四口分泄长江洪水，每年汛期分泄长江洪水量50%以上。

洞庭湖在地层区划上属华南地层区、武陵雪峰分区的洞庭湖小区。其范围是：南起桃源、益阳至望城一线，北至澧县、湖北石首至临湘一线，包括津市、安乡、汉寿、南县、华容、沅江等县（市）全部以及澧县、临澧、常德、桃源、益阳、宁乡、湘阴、汨罗、岳阳、湖北石首、公安等县（市）的一部分。

该区地层以疏松堆积的第四系分布最为广泛，总、厚度几十至三四百米，多属河湖相沉积；第四系下覆的岩层多为厚度几百至数千米的下第三系及白垩系，它们属内陆盆地的红色碎屑堆积物；组成湖盆地层最底部的为厚度在4000米以上的元古界地层，它与上覆的白垩系或新生界地层多直接呈不整合接触，仅局部地区及湖区边缘的山，可以见到在元古界地层之上有下古生界的寒武系地层。普遍缺失古生界及中生界中、上部地层，是洞庭湖区地层结构上最明显的特色。

洞庭湖盆位处扬子准地台江南地轴之上，又隶属于中国东部新华夏系第二沉降带，是燕山运动中晚期以来发展而成的中新生代断陷盆地。在断陷盆地形成的同时，相应于盆地四周形成了隆起带，湖盆东面为幕阜山隆起，北面为华容隆起，西面为武陵隆起，西南有雪峰隆起。因其处于不同构造单元的接触地带，受元古代以来历次构造运动的影响。武陵和雪峰期为该区最老的构造运动，构成该区褶皱基底构造。加里东期和印支期构造在该区东部表现为强烈挤压褶皱，西部表现为强烈上升。海西期在该区表现为升降运动。燕山期区内差异性升降运动激烈。喜马拉雅山期则以断块运动为主。由于不同地质时期构造运动的迭加、改造，形成了极其复杂的地质构造。

现在的洞庭湖以平原为主，四周绕以低矮的岗、丘与宽广的河谷冲积平原，外围有少量的山地围绕。由于泥沙淤积、河湖洲滩不断扩展，围堤相继挽修，湖泊逐渐缩小，平原日趋扩大。

洞庭湖区是燕山——喜马拉雅山地质构造运动时期形成的中部低平、外围稍高的碟形断陷盆地。在地质历史上洞庭湖由于内外地质营力作用的结果，曾发生过多次凹陷成湖，隆起成陆的变化。根据20世纪80年代初期湖南省农业区划委员会资源调查，区内少部分为板溪群变质岩、塞武系石灰岩、白垩——下第三系紫色砂页岩和花岗岩出露；大部分为第四系沉积物所覆盖，第四系上更新统、中更新统等较老的沉积物多分布于湖盆外围，几经抬升，形成由多级阶地组成的岗地及低丘。还零星分布有低山、中低山等。地貌总的轮廓是外围地势较高，低山丘岗环绕，中部为湖泊平原，坦荡低平。

以洞庭湖为核心，向东、南、西三面由内向外依次分布着冲、湖积平原、滨湖阶地、环湖低丘，外围有幕阜山、雪峰山、武陵山脉高耸突起，洞庭湖盆呈向北敞口的马蹄形盆地。

幕阜山、雪峰山、武陵山脉属中、低山丘陵剥蚀地貌，地形起伏较大，地面高程一般为50—1000米，石门县壶瓶山海拔2098.7米，是洞庭湖盆地周边的最高点。另外，在洞庭盆地内部，尚分布着孤立山峰。根据其形成机制、地形特征、地面标高等，将地貌类型划分为中山、低山、丘陵以及孤山4类：

洞庭盆地是指除了大堤围限的洞庭湖外，还包括其外围的垸田、洪道以及盆地周缘滨湖台地组成的低平区域，由河湖冲积物长期堆积而成，具有地表平坦，海拔多在50米以下，地面坡度小于5°等特征。

洞庭平原由荆江南岸向南倾斜至南洞庭湖滨，高差为15—20米，故造成北水南侵之势。洞庭湖底部高程西高东低，西洞庭湖的七里湖、目平湖，其湖底高程为29—31米，南洞庭湖底高程多在26—28米之间，东洞庭湖底高程为22—24米，故西水东流。根据地表形态和物质组成，洞庭湖区平原地貌可分为江河冲积平原、滨湖冲积平原、溪谷冲积平原和洞庭湖盆4类。

洞庭盆地海拔低于36.00米的区域有15648.50平方千米，占湖区面积的83.24%，大部分区域海拔为20—32米，其面积达1.10万平方千米以上。湖区内海拔最低的是湘阴县城西垸的长大湖、屈原农场的荞麦湖和华容县的七星洲，它们的海拔均低于20米。钱粮湖的马颈河、大通湖南部的民和镇等地的海拔也较低，在20米左右。数据说明，当洞庭湖的水位达到36.00米时（相当于城陵矶历史最高水位），湖区80%以上的区域受到洪水威胁。另外，在岳阳县麻塘镇东部的东洞庭湖牛头洲，海拔高程大于36米，而垸内的海拔高程低于32米，此段的洞庭湖已为悬湖。

龙山，岳阳市南湖南岸山脉，长约4千米，自东向西沿湖延伸，形似巨龙。山脊怪石嶙峋，山麓丘岗起伏，滨湖草地斑斓。

甑荜山，岳阳市南郊湖滨群山，主峰海拔110米，群峰耸翠，山上有八仙台等古迹，山麓黄沙湾一带素称“小北戴河”风光。

螺丝山南湖北港湾，形似螺壳，面积约1公顷。

艑山，太湖的船和艑山相似，故名艑山。在君山东北七八里处的洞庭湖中，全岛面积3.13公顷左右，海拔44米，好象孤影在雪浪银波里飘浮。《山海经》载：“艑山多篪竹。山上有塔叫哑女塔，传说有一位商人的女儿因遭神鬼之灾而成了哑巴，其父携女四处奔走，一日到此，忽然开口说话，因而建塔酬神。明隆庆《岳州府志》载，艑山“上有神人迹，下有龙窟，旧有洞庭神祠。”清光绪《巴陵县志》和民间传说还称：唐大历五年，杜甫“南征”而返，客死湘江，曾停柩此岛。旧时人们为了纪念杜甫，在山上建有洞庭庙，定期祭祀。惜庙已废毁，只有遗址可认。据地质考察，此山甚古，是在7000万年前燕山地质构造运动中形成的，当年洞庭湖区发生洞庭凹陷，而艑山四周断裂，故成为一座小小的残留山，突兀于浩瀚的洞庭湖中。它的地层及其形成，与君山一样。

鹿角山，在岳阳县鹿角镇，历代诗人吟咏甚众。清宣统《湖南乡土地理参考书》载：鹿角山在县南六十里洞庭湖滨。上下船泊，望此为标识。岳忠武将台在鹿角山右，与湖西石承山遥对，宽平可容千人。忠武讨杨幺登此命将，今道观岭营垒、沟堑遗址犹存。

天井山，位于东洞庭湖西岸，地跨岳阳、华容2县。从西南向东北，由墨山、四照庵、天井山、云雾山、珠目山、狮子山、果子山等山峰组成，长达25千米，主峰四照庵海拔314.8米。明末，岳阳、华容2县在山巅曾各建一座武当庙。峰下有石井，人称龙眼井，又称天井，山以此得名；山腰并列两石洞，人称“仙人洞”。

禹山，位于华容县南，滨临洞庭湖。长2千米、宽1.22千米，主峰海拔157.4米。据清道光《洞庭湖志》载：“（禹山）相传禹治水至此，登其巅”。上有禹王庙，下有后功寺。抗日战争中，被日军飞机投弹炸毁，砖木被其用以构筑工事。

墨山，位于华容、岳阳2县交界处。长1.4千米，宽0.5千米，平均海拔103米，主峰高195.7米。山石灰黑，故名墨山，又名玄石山。据清任鹗《行舟要览》载，此山曾是洞庭湖旧岸。《太平寰宇记》�