洱海位于公园东侧，发源于洱源县的芘碧湖，源头出自罢谷山，北有弥苴河注入，东南收波罗江水，西纳苍山18溪水。洱海长约42.58公里，东西最大宽度9.0公里，湖面面积256.5平方公里，蓄水量30亿立方米，是云南省第二大淡水湖，素有“高原名珠”的美誉，是重要的水源地。 洱海形成于冰河时代末期，其成因主要是沉降侵蚀，是典型的断陷湖泊。东岸基岩裸露，岩岛浮于水面，主要是以侵蚀“海岸地貌”为特征的岩岛、湖滨湿地；南岸湖滨连州府下关；西边苍山山麓为冲洪积裙地貌、岸边为狭窄滨岸平原镶边，北端江尾为弥苴河三角洲平原。 洱海气候温和湿润，风光绮丽，景色宜人。古人将其概括为“三岛、四洲、五湖、九曲。”