El lago Titicaca mide 204 km de largo por 65 km de ancho, ocupando 8.562 km², de los que 4.772 km² corresponden al Perú y 3.790 km² a Bolivia.
Está formado por dos cuerpos de agua separados por el estrecho de Tiquina, el más grande situado al norte es denominado lago Mayor o Chucuito tiene una superficie de 6.450 km², estando en esta parte su mayor profundidad (-283 m), cerca de la Isla Soto.
El otro cuerpo más pequeño llamado Menor o Huiñamarca situado al sur tiene una superficie de 2.112 km2, con una profundidad máxima de 45 metros.
Está situado a una altura de 3.800 metros sobre el nivel del mar, lo cual lo convierte en el lago navegable más alto del mundo. Debido a la pureza del aire, el lago es particularmente transparente (de 15 a 65 m) y la calidad de la luz es excepcional; las montañas que parecen estar muy cerca, están a 20 ó 30 km del lago. El color de sus aguas es azul. Se necesitan 7 días para atravesarlo en barco.
El clima de la región del lago Titicaca es extremo, con grandes variaciones de temperatura entre el día y la noche. La temporada ideal para visitarlo es entre septiembre y enero, época en que los días son soleados, las lluvias muy raras y la temperatura diurna alcanza los 25 °C. Las noches son siempre frías. Por eso se hace el lago más navegable y también sirve para competencias acuáticas.
Este lago ofrece una variada fauna compuesta principalmente de patos, peces tales como e l suche, el carachi, y la trucha (introducida), así como alpacas y llamas entre otros. En el lago existe una especie conocida como "rana gigante del lago Titicaca" (Telmatobius culeos), siendo el lago el único hábitat de esta especie.
La vegetación del lago se clasifica en anfibia, sumergida y flotante, y compone uno de los principales elementos del ciclo del ecosistema. Su flora está representada por 12 variedades de plantas acuáticas resaltando la Totora (Scirpus californicus), la yana llacho (Elodea potamogeton), la lenteja de agua (Lemna sp.) y la purima (Chara sp.). La Reserva presenta también flora terrestre ribereña con más de 64 géneros.
