Водохранилище руслового типа. Максимальная ширина — 1750 м (средняя — 770 м). Средняя глубина 11,7 метров, в приплотинной части — до 35 метров. Низовье находится в 170 км от устья Уфы. Объём воды — 1,411 км³. Площадь поверхности — 116 км².

Водохранилище расположено в пределах Уфимского плато, на сильно закарстованной территории (является первым крупным водохранилищем в СССР на территории такого типа).

Водохранилище осуществляет сезонное, недельное и суточное регулирование стока реки Уфы и её притоков. Наполнение водохранилища до нормального подпорного уровня (140 м) производится в весенний период, и заканчивается в конце апреля — начале мая. Аккумулируется до 16 % весеннего расхода реки. Накопленный объём воды срабатывается полностью или частично в том же году. Сработка начинается в январе и продолжается в течение 140 дней. Годовая амплитуда колебаний уровня воды в среднем равна 11 м.

В створе гидроузла площадь водосбора составляет 47 100 км², среднемноголетний сток равен 10,74 км³ в год, в том числе сток весеннего половодья — 5,8 км³.

Водохранилище покрыто льдом с ноября по май, в феврале-марте толщина льда достигает 70—80 см.