赛里木湖以神奇秀丽的自然风光享誉古今中外。赛里木湖湖面海拔2073米，水深85公尺，东西长约30公里，南北宽约25公里，周长90公里，水域面积455-460平方公里，呈椭圆形，最大水深92米，蓄水总量210亿立方米，是新疆海拔最高、面积最大的高山冷水湖。湖水除周围一些小河注入外，主要靠地下水补给。由于所处位置较高，蒸发量较大，湖水矿化度为3克/升左右，略带咸味，属微咸湖。

赛里木湖有着诸多称谓:因是大西洋的暖湿气流最后眷顾的地方，所以被称作大西洋最后一滴眼泪；赛里木湖古籍亦称天池。当地人称呼赛里木湖为三台海子，因清代在湖的东岸设有鄂勒著依图博木军台(即三台)而得名。赛里木湖古称“西方净海”，今日本地居民称之为“海西”。蒙古语称“赛里木淖尔”，意为“山脊梁上的湖”，突厥语中“赛里木”意为“平安”之意。 而赛里木湖是哈萨克语，是祝愿的意思；因传说赛里木湖是由一对为爱殉情的年轻恋人的泪水汇集而成的，也被称为天池和乳海。

湖四周是倾斜低岸，水草丰美，为优良牧场。无大河注入湖内，流域内也少冰川和永久积雪，湖水主要来源为雨水补给和地下水。50年代曾测得赛里木湖东侧水位明显上涨，原因可能为湖盆的抬升运动。湖水于12月下旬封冻，冰厚1-2米，次年5月份解冻。

赛里木湖湖滨水草丰富，为优良牧场。每年冬季，这里雪涌水凝，略呈椭圆形的湖面镶在冰山雪原之中，宛若洁白松软的丝绵上搁置着一块碧绿的翡翠。到了夏季，湖畔林茂涧清，草茂花繁，辽阔的草原上，幕帐点点，炊烟袅袅，牛羊成群，牧马奔驰，构成了一幅动人的牧场风景画。环湖气候湿润，年均降水量近400毫米，年均气温1.1℃，冬季较长，夏季凉爽，春秋相连。湖周植被以草原和森林广布为特征。云杉林是湖周主要森林，树干笔直、苍劲挺拔，层层叠叠，织成塔林。林荫之内，伴有桦林、花楸、山楂等树种；林下浅草平铺，野菇丛生；林中还栖息马鹿、雪鸡、金雕、啄木鸟等异兽珍禽，湖中天鹅、斑头雁、白眉鸭等水禽畅游嬉戏。

古往今来不少诗人雅士对赛里木湖作了大量生动描述。公元1221年邱处机在《长春真人西游记》中写到:“大池方圆二百里，雪山环之，倒影池中，名之曰天池”，清中叶洪高吉赞美赛里木湖为“净海”。清末文人宋伯鲁以“四山吞浩淼，一碧拭空明”的诗句，描绘了赛里木湖雄旷清澈的自然景观。诗人艾青曾一往情深地留下这样的诗句，“你宝石兰的湖水，一见便教人心神荡”。自乾隆28年(1763年)起，清政府将赛里木湖列入需每年都要举行祭典的名山大川之一。由于丝绸之路北道经过赛里木湖，因此湖区文化遗存和底蕴丰厚，遗存有岩画、乌孙国古墓群、寺庙遗址、敖包(鄂博)、碑刻、古代驿站遗址等。

赛里木湖传说是由一对为爱殉情的年轻的蒙古族恋人的泪水汇集而成的。在很久很久以前，在还没有赛里木湖的时候，这里是一个盛开鲜花的美丽草原。草原上，有一位叫切丹的姑娘与叫做雪得克的蒙古族青年男子彼此深深相爱，可是凶恶的魔鬼贪婪切丹姑娘的美色，将切丹抓入魔宫，切丹誓死不从，伺机逃出魔宫，在魔鬼们追赶下，切丹被迫跳进一个深潭。当雪得克勇拼后赶来相救自己的爱人时发现切丹已经死去，万分悲痛中也跳入潭中殉情而死，刹时，潭里涌出滚滚涛水，于是，这对恋人的真诚至爱和悲痛泪水，化成了赛里木湖。

赛里木湖还具有重大的科学考察价值，赛里木湖形成于7000万年前的喜马拉雅造山运动时期，地质学称为“地堑湖”。而且赛里木湖盆地的第四纪湖泊沉积记录了西天山的地貌发育和古冰川作用的全部历史，反映了我国西北与中亚地区第四纪气候与环境的几个变化阶段，同时也为西北地区冰期与第四纪地层的划分提供了科学证据。1989年，赛里木湖被新疆维吾尔自治区人民政府公布为省级旅游名胜景区。2004年2月，赛里木湖风景名胜区经国务院批准列入第五批国家级风景名胜区名单。
有“高山明珠”美誉的赛里木湖，水域面积达458平方公里，湖面海拔2073米，是新疆海拔最高、面积最大的高山冷水湖，也是国家级重点风景名胜区和国家湿地公园。每年夏季，这里“碧水与蓝天一色、白云与天鹅共舞、草原与雪山相映”的美景，吸引着来自世界各地的游客，是新疆著名的风景旅游区。