İç Anadolu bölgesinde yer alır. Yüz ölçümü 1500 km2dir. Bu yüz ölçümüyle Türkiye'nin Van Gölü'nden sonra ikinci büyük gölüdür. Denizden yüksekliği 905 m'dir. Tuz Gölü plâtolarla kuşatılmış çukur bir alanda yer alır. Gölün doğusunda Kızılırmak, batısında Cihanbeyli, güneyinde Obruk, kuzeyinde Haymana plâtoları vardır. Tuz Gölü, kuzeyde dar bir körfez oluşturur ve güneye doğru genişler. Tuz Gölü tektonik kökenli bir göldür. 11 900 km2lik bir alanın sularını toplar. Dışa akışı olmayan kapalı bir havzadır. Bu gölden kopan birçok küçük göl vardır. En önemlileri gölün 8 km uzağında olan Gez (Tersishan) Gölü'dür.

Tuz Gölü çok az kaynaktan beslenir. Göle ulaşan en önemli akarsular Melendiz Suyu ve Peçeneközü Deresi'dir. Tuz Gölü beslenme yetersizliği ve şiddetli buharlaşma yüzünden yaz sonuna doğru tamamen kurur. Bu kuruma sonucunda kalınlığı 30 cm'yi bulan tuz katmanları oluşur. Sonbahar sonunda su yayılması sonucunda eski hâline döner.

Tuz Gölü dünyanın en tuzlu göllerinden biridir. Bu gölde bulunan tuzun bileşimi deniz tuzuna benzer. Doğu kıyılarında bulunan Kaldırım ile batı kıyısında bulunan Yavşan tuzlalarında önemli miktarda tuz elde edilir. Ayrıca Adana'yı Ankara'ya bağlayan E-5 kara yolu Tuz Gölü'nün doğu kıyıları boyunca uzanır.