Hồ Ba Bể dài 8km, rộng 3km nằm trên độ cao 145 mét so với mặt nước biển bao quanh là những dãy núi đá vôi cổ có niên đại hơn 450 triệu năm. Gọi là Ba Bể bởi hồ được tạo thành bởi ba nhánh sông lớn hợp lưu mà thành.
Ba nhánh sông này là Pé Lầm, Pé Lù và Pé Lèng (tiếng Tày, pé là hồ). Xung quanh hồ là quần thể du lịch Ao Tiên, đảo Pò Giả Mải (đảo Bà Gúa), động Puông, thác Đầu Đẳng... Hồ Ba Bể là một trong 20 hồ nước ngọt đặc biệt của thế giới cần được bảo vệ, bởi ngoài những giá trị về mặt cảnh quan và địa chất, hồ còn là nơi cư ngụ của khoảng 50 loài cá nước ngọt trong đó có những loài cá rất quý hiếm như cá cóc Ba Bể, cá chiên, cá lầm xanh, cá sình ga...