Балхаш - крупнейший водоем Республики Казахстан. По своей величине он является вторым после Каспийского моря. Площадь Балхаша 17-19 тыс. кв. км., что делает его самым крупным из озёр, целиком расположенных на территории Казахстана. Балхаш лежит на высоте примерно 340 м над уровнем моря, имеет форму полумесяца. Его длина составляет примерно 600 км, ширина изменяется от 9—19 км в восточной части до 74 км в западной. Полуостров Сарыесик, расположенный примерно посередине озера, гидрографически делит его на две сильно отличающиеся части. Западная часть относительно мелководная и почти пресная, а восточная имеет большую глубину и солёную воду. Через формируемый полуостровом пролив Узынарал (каз. Ұзынарал — «длинный остров») шириной 3,5 км вода из западной части пополняет восточную. Глубина пролива составляет около 6 м. Южные берега низкие и топкие, северные – каменистые и местами скалистые. Береговая линия озера сильно извилиста со множеством мелких и крупных заливов. Озеро Балхаш - уникальное и единственное в мире, имеющее «разную воду». Еще в 1903 году известный географ Л.С. Берг, посетив Балхаш, назвал озеро «загадкой природы», в связи с тем, что в восточной его части вода была солоноватая, а в западной – пресная. В озеро впадают реки Или, Каратал, Аксу, Лепсы, Аягуз. В очень давние времена Балхаш занимал значительно большую чем теперь, площадь и соединялся с озерами Сасык – куль, Алакуль. Нынче эти озера отделились и находятся от Балхаша на Востоке. Уровень воды в озере снизился из-за того, что воды рек, впадающих в него стали усиленно использовать на орошение и, кроме того, на пути главной реки Или, питающей озеро пресной водой, построено Капчагайское водохранилище. Озеро Балхаш относят к полупресноводным озёрам — химический состав воды зависит от гидрографических особенностей водоёма. Вода западной части озера почти пресная, (минерализация составляет 0,74 г/л) и более мутная (прозрачность — 1 м), используется для питьевого и промышленного снабжения. Восточная часть имеет большую солёность (от 3,5 до 6 г/л) и прозрачность (5,5 м). Общая средняя минерализация по Балхашу — 2,94 г/л. Многолетний (1931—1970) средний осадок солей в Балхаше составляет 7,53 млн т, запасы растворённой соли в озере — около 312 млн т. Вода в западной части имеет желтовато-серый оттенок, а в восточной цвет меняется от голубоватого до изумрудно-голубого, что заметно на спутниковых снимках. Климат в районе озера является пустынным. Средняя температура июля составляет около 30 °C, января — около −14 °C. Осадков в среднем выпадает 131 мм в год. Относительная влажность воздуха в районе озера составляет примерно 60 %. Средняя годовая скорость ветра около 4,5—4,8 м/с, причём в западной части озера ветер дует преимущественно на юг, а в восточной части — на юго-запад. Ветер вызывает на озере сильное волнение (высота волны может достигать 2-3,5 м), в западной части наблюдается постоянное круговое течение, направленное по часовой стрелке. Фауна Балхаша довольно богата, бентос представлен моллюсками, личинками водных насекомых и ракообразных, планктон также достаточно обильный, особенно в западной части. В озере обитает 20 видов рыб, из них 6 свойственны самому озеру (илийская и балхашская маринки, балхашский окунь, пятнистый и одноцветный губач и гольян), остальные акклиматизированы в нём человеком (сазан, шип, восточный лещ, аральский усач, сибирский елец, карп, линь, судак и др.), главные промысловые рыбы — сазан, судак, балхашский окунь, маринка, лещ.