Озеро Сарыкамыш расположено в центральной части Сарыкамышской впадины. Его площадь в настоящее время является изменчивой и зависит от поступления коллекторных вод из Хорезмского оазиса. К 1977 году площадь поверхности озера составляла около 1500 км2, солёность—примерно 7‰, ежегодно в озеро поступало до 4 км3 воды. К 1985 году площадь поверхности достигла 3200 км2. Когда установился относительно постоянный уровень, солёность стала расти и достигла 15-20%.

По данным «Национальной энциклопедии Узбекистана» (2000—2005), длина озера составляет 100—120 км, ширина — 30—40 км. Озеро вытянуто в направлении с севера на юго-восток. По данным «Словаря современных географических названий» (2006), глубина в среднем равна 8,2 м. Глубины возрастают к восточному берегу. Наиболее низкие отметки дна Саракамышской котловины — 40,5 м ниже уровня моря.

Сарыкамышское озеро имеет отвесный западный берег. С востока в озеро впадает канал-коллектор, по которому оно подпитывается водами Главного Дарьялыкского и Озёрного коллекторов (сливаются в единый водоток Дарьялык несколько выше впадения). На восточном берегу озера находится источник минеральных термальных вод.

За свою историю озеро несколько раз исчезало и вновь возникало в зависимости от поступления вод Амударьи. Периоды высыхания Сарыкамышского озера были связаны со впадением реки в Аральское море. Озеро существовало в конце неогенового периода, в верхнем антропогене (на отметке 58 м над уровнем моря), когда его площадь охватывала, в том числе, современную впадину Ассаке-Аудан, и затем в XIV—XVI веках нашей эры (на отметке 50—62 м над уровнем моря). В последний раз воды Амударьи непосредственно поступали в котловину во время наводнения 1878 года.

Район Сарыкамыша — это настоящее царство лебедей, фламинго, колпиц, пеликанов и других перелетных птиц, край сохранившейся первозданной природы. На крышах древних мазаров встречались сохранившиеся старые и свежие черепа муфлонов с рогами.

Здесь все, даже браконьерство, было с размахом. Например, когда во время суда над браконьерами из Муйнака П.В. и А.К., настрелявшими полные лодки гусей, уток и лысух, то есть по нескольку тысяч на каждого, их спросили: зачем им такое громадное количество дичи? Ведь вам столько не съесть? Они ответили, что дичи было миллионы и они в азарте не могли остановиться.