Онежское озеро наиболее крупный пресноводный водоем Республики Карелия. Расположено в юго-восточной части республики (южные районы озера в пределах Вологодской и Ленинградской областей).
Озеро вытянуто в направлении с северо-запада на юго-восток; расчленено на ряд больших плесов и заливов и разделяется на три главные части:
1) основная часть озера — Центральное Онего (4970 км2) с причлененными к нему Свирским Онегом (535 км2) и Петрозаводской губой (180 км2);
2) cеверо-западная часть — Большое Онего (1010 км2) с губами Кондопожской (252 км2), Илем-Горской (36 км2), Чоргой (Лижемской, 105 км2) и Уницкой (160 км2);
3) cеверо-восточная часть, включающая Малое Онего (940 км2), Кузарандское Онего (210 км2), Пялемское Онего (312 км2), Толвуйское Онего (295 км2), Повенецкое Онего (435 км2), Большую губу (310 км2) и ряд небольших заливов.
Берега преобладают каменистые и песчаные. Каменистые берега (скалистые, валунно-галечные, обломочно-глыбовые) широко распространены в северных районах озера и на западном побережье. Полоса песчаного берега с прибрежными дюнами тянется (с небольшими перерывами на мысах) от устья р. Водлы на юг вплоть до истока р. Свири. Песчаные пляжи местами встречаются и в других районах озера (у Чёл-мужской губы, Оровгубы и др.). Нередки участки берегов с каменисто-песчаными отложениями. Побережье Онежского озера большей частью возвышенное; в северных районах местами встречаются крутые и обрывистые берега (бараньи лбы). Низкие берега с заболоченной прибрежной полосой, затопляемые при высокой воде, наиболее выражены в южной части озера. Берега в большинстве покрыты лесами.
Площадь речного бассейна озера 51 540 км2, откуда поступает ежегодно в озеро около 16 км3 воды, или 77,3% приходной части водного баланса водоема. В озеро впадает не менее 110 притоков, большая часть которых небольшие речки и ручьи. Главные притоки — реки Водла (149 км), Шуя (192 км), Суна (232 км) и Андома (142 км). Водосборная площадь этих рек составляет около 65% общей площади речного бассейна озера. Стоком из озера является река Свирь.
Годовой ход уровней воды в озере различен по годам и в большой степени зависит от режима осадков, выпадающих в бассейне озера. Величина весеннего подъема воды в многоводные годы доходит до 1 м, в маловодные годы снижается до 0,2 м. В среднем годовые изменения уровня составляют около 0,5 м. Абсолютная амплитуда колебаний уровня 1,8— 1,9 м. Наиболее низкий уровень приходится на апрель. Весенний подъем воды достигает максимума обычно в июне; летний спад протекает различно, в зависимости от количества выпадающих осадков и высоты весеннего паводка. Осенний подъем воды достигает наибольшей высоты в декабре — январе, после чего следует постепенный спад до весеннего паводка.
Постоянные течения выражены лишь в немногих частях озера и притом слабо. Течения в приустьевых участках больших рек быстро ослабевают и на расстоянии нескольких километров от устья становятся незаметными. Более постоянно сточное течение в районе истока р. Свири. Для озера наиболее характерны дрейфовые переменные течения, вызываемые ветрами. Особенно сильно проявляются течения, обусловленные нагонно-сгонными ветрами, в прибрежных районах широких частей озера, на подводных возвышенностях и в узких проливах (Мягостровский пролив и др.). Изменение уровня воды под влиянием ветров может местами достигать нескольких десятков сантиметров, что вызывает образование сильных компенсационных течений. В озере наблюдаются также сейшевые колебания уровня воды.
Онежское озеро является, после Ладожского, наиболее глубоким водоемом Карелии. Средняя глубина 29,4 м, наибольшая— 120 м (Большое Онего). На глубины 0—10 м приходится около 26% общей площади озера, на 0—20 м 42%, на 0—40 м — 69% и на 0—60 м — 92% площади; участки с глубинами свыше 100 м составляют 0,3% общей площади.
Рельеф дна очень сложный, особенно в северных частях водоема. Для Онежского озера характерны многочисленные резко выраженные повышения и. понижения дна. Формы рельефа вытянуты большей частью с северо-запада на юго-восток. Типичными формами являются луды (мелководные каменистые мели), сельги (глубоководные повышения дна с каменистыми и песчаными грунтами, в южной части озера), подводные кряжи и гряды, а также впадины и ямы. Кроме того, имеются участки с довольно ровным дном в разных районах озера. Строение подводных склонов различно, часто даже в пределах одного района. В северных и северо-западных частях озера преобладают крутые подводные склоны, имеющие наиболее сильно выраженное падение в Большой губе, Большом Онеге, Кондопожской губе, Илемгубе, Чорге. У восточного и южного побережий Центрального Онега склоны большей частью пологие, особенно у песчаных берегов.
Наиболее глубоким является Большое Онего, имеющее сильно пересеченный рельеф дна. Дно здесь изборождено глубокими параллельно вытянутыми впадинами, отделенными друг от друга глубоководными грядами. Глубины быстро меняются в пределах от 40 до 120 м. Средняя глубина Б. Онега 42 м. На севере область больших глубин из Б. Онега переходит в узкую длинную губу Чоргу (средняя глубина 26,5 м) и отделяется порогами от сравнительно неглубокой Уницкой губы (средняя глубина 11 м) и Кондопожской губы (средняя глубина 20 м). В Центральном Онеге по продольной оси тянется широкая впадина с глубинами, достигающими 60—65 м, а в отдельных ямах до 80—100 м; средняя глубина Ц. Онега 32 м. Дно довольно ровное, за исключением южных районов с сельгами (Муромские сельги, Пальсельга, Зубсельга, Трифонова сельга, Шелтозерская сельга и др.). К югу глубины постепенно уменьшаются. В Свирском Онеге дно ровное; средняя глубина 12 м. На севере Центральное Онего широко соединяется с Малым Онегом, глубины которого доходят до 35—40 м, местами до 50 м; средняя глубина 23 м: В северном направлении дно повышается; средние глубины убывают с 15 м в Кузарандском Онеге и 11,5 м в Пялемском Онеге, до 10 м в Толвуйском Онеге; наибольшие глубины здесь составляют 24—35 м. В Повенецком Онеге глубины увеличиваются; наибольшая глубина достигает 40 м, средняя — 15,5 м. В Большой губе — втором по глубине районе озера — наибольшая глубина составляет 94 м, средняя — 35 м; дно очень неровное. В остальных районах северо-восточной части озера, в том числе и в Малом Онеге, строение рельефа дна характеризуется сочетанием ровных и пересеченных участков дна.
Грунты озера отличаются большим разнообразием состава и различным характером залегания. Каменистые грунты (валунно-галечные, обломочные, скалистые) и каменисто-песчаные с примесью гравия широко распространены в прибрежной полосе и на подводных склонах, особенно северных районов озера, а также на лудах, сельгах, подводных кряжах и других отмелых и неглубоких местах озера. Указанные грунты занимают около 10—15% общей площади дна. В широких глубоководных плесах озера каменистые грунты встречаются до 10 м, местами до 20 м, каменисто-песчаные до 20 м и глубже. Песчаные и песчано-гравийные отложения встречаются во всех районах озера на подводных склонах, местами в прибрежной полосе, на мелководных и неглубоких участках дна. Особенно распространены эти грунты у восточного побережья Центрального Онега и в Свирском Онеге, в котором все дно покрыто песком. Заиление грунтов в глубоководных широких плесах начинается с 20—30 м, а в неглубоких — с 10—20 м. Илисто-песчаные грунты, содержащие примесь мелкой черной руды, залегают в нижних частях подводных склонов, окаймляя иловую зону. Широкие полосы илисто-песчаных отложений встречаются в Центральном Онеге и в некоторых других местах озера. Песчаные, песчано-гравийные и илисто-песчаные грунты занимают 15—20% площади дна. Под этими грунтами на подводных склонах часто обнаруживается глина. Граница иловой зоны проходит на различных глубинах: в больших глубоких плесах на U25—40 м (Центральное Онего, Большое Онего), в остальных плесах — на глубинах менее 25—15 м. По краям иловой зоны располагается полоса сплошного бурого ила, содержащего железо-марганцевую руду; основная часть иловой зоны занята се'ро-зеленым вязким илом, прикрытым сверху уплотненной охристо-черной рудной прослойкой (0,2—1,5 см) и лежащим выше слоем легкого бурого ила (до 3 — 5 см). Илы покрывают около 70% площади дна озера.
Прозрачность воды колеблется в довольно значительных пределах. Для большей части озера прозрачность воды (односторонняя) летом 4—5 м, в глубоких плесах доходит до 7—8 м (Большое Онего, Чорга), в мелководных плесах 3—4 м (Толвуйское и Кузарандское Онего) и даже 2,5 м (Чёлмужская губа). Прозрачность значительно снижается вблизи устьев рек и в небольших мелководных заливах. Цвет воды в открытых частях озера светло-желтый, в небольших заливах и в приустьевых участках изменяется от желтого до оранжево-бурого.
По термике Онежское озеро хотя и холодноводный водоем, но неоднороден по состоянию и ходу термических процессов. Термика глубоководных районов озера, в частности Большого Онега, Центрального Онега и Большой губы, характеризуется замедленным ходом процессов нагревания и охлаждения, а также низкими температурами в толще воды. Особенно холодноводным является Большое Онего, В неглубоких частях озера — Толвуйском и Кузарандском Онеге и в мелководных заливах — термические процессы протекают быстрее и обусловливают более высокое нагревание водной толщи, чем в глубоководных районах. Термика Малого Онега, Повенецкого и Свирского Онега, а также больших открытых заливов хотя и находится под прямым воздействием холодных вод глубоководных районов озера, но отличается от них меньшей холодно-водностью. На состоянии и ходе термических процессов в Онежском озере и их изменений по отдельным сезонам и годам заметно сказываются условия погоды.
После вскрытия озера ото льда в больших глубоководных районах озера процесс весенней циркуляции завершается в первой половине июня, а в остальных районах заканчивается раньше, то есть в мае. Летнее нагревание воды, зависящее от состояния погоды, протекает по-разному. К концу июня в открытых районах озера в поверхностном слое воды устанавливаются температуры порядка 6—11°, ниже в толще воды наблюдаются однообразные низкие температуры в пределах 4,1—5°; в неглубоких районах озера температуры водной толщи в это время значительно выше. Наиболее интенсивное нагревание происходит в июле. В это время в поверхностных слоях воды в открытых районах озера температуры достигают 18—20°, а в заливах 25°. Ясно выраженный, устойчивый слой температурного скачка обычно возникает в первой половине июля на глубинах в общем от 5 до 10 м; в нижележащих слоях воды температуры постепенно убывают ко дну в пределах от 6° до 4,1°. В неглубоких районах (Толвуйское, Пялемское, и Кузарандское Онего) в первой половине июля устанавливаются более высокие температуры в толще воды, достигающие в придонном слое впадин 10—13°, в Малом и Повенецком Онеге б—7° у дна.
Во второй половине июля — начале августа слой температурного скачка опускается в глубоководных районах на глубины в среднем от 10 до 20 м; температуры нижележащих слоев воды хотя и несколько повышаются в августе, но по-прежнему остаются низкими. Процесс охлаждения поверхностных слоев воды, с временными отклонениями, намечается уже в августе. Резко выраженный перелом в термике поверхностных слоев воды в сторону охлаждения обычно происходит в конце августа — начале сентября, после штормовой холодной погоды. В сентябре в глубоководных районах продолжается прогревание глубоких слоев воды; слабо выраженный температурный скачок наблюдается на глубинах около 40—45 м. В неглубоких районах и заливах в сентябре температура в толще воды понижается, и устанавливаются однообразные температуры от поверхности до дна, то есть состояние, близкое к полной гомотермии. В глубоководных районах озера гомотермия наступает в конце октября. На ходе процесса осеннего охлаждения воды, как и на сроках замерзания озера, в большой степени сказывается состояние метеорологических условий в этот период, а также летние условия.
К концу зимы (апрель) на глубинах 40 м наблюдаются температуры в толще воды около 1,5°, на глубинах 100 м около 2,4 . Годовые изменения температур на глубинах 40—50 м составляют в общем 5—6°, на глубинах около 100 м до 3°. Более значительны изменения температур вследствие влияния нагонных и сгонных ветров в прибрежных частях озера, в области подводных склонов и на сельгах. Здесь под влиянием сильных ветров распределение температур в толще воды резко меняется, особенно в больших пределах в широких плесах. Изменения температур могут достигать 10° за короткое время.
Сроки вскрытия и замерзания озера различны по годам и для отдельных районов. Прежде всего вскрываются от льда, обычно в конце апреля, южные районы озера, затем в начале мая северные и некоторые центральные районы, около середины мая вскрываются западные и северо-западные заливы, а также средняя часть Центрального Онега. Замерзают в первую очередь неглубокие северо-восточные и южные районы озера и позже другие большие глубоководные плесы. Период замерзания обычно продолжается от второй половины ноября до конца декабря-января.
Гидрохимический режим характеризуется значительной однородностью его состояния в озере, небольшими колебаниями в распределении ингредиентов в толще воды, а также слабой минерализацией воды, большой насыщенностью ее кислородом во все сезоны года и общим удовлетворительным состоянием для существования организмов. Сухой остаток составляет 30—40 мг\л, вблизи устьев рек местами повышается до 50—60 мг/л. Из веществ, растворенных в воде озера, больше всего содержится гидрокарбонатов (НСОд), количество которых колеблется от 16 до 25 мг/л, а в северо-восточной части водоема повышается до 35 мг/л; содержание сульфатов, хлоридов и силикатов в отдельности изменяется в пределах от 1 до 3 мг/л, содержание железа, соединений азота и фосфора не превышает десятых долей миллиграмма, а летом снижается до аналитического нуля.
Перманганатная окисляемость колеблется от 4,5 до ЮмгО2/л, но обычно составляет 6,5—8 мгО2/л. Насыщенность растворенным кислородом слоев воды, включая и придонные, высокая — 8—14 мг/л (90—100% насыщения); в зимнее время дефицит кислорода бывает незначительным и не превышает 20% нормального насыщения. Содержание свободной углекислоты небольшое и колеблется от 1 до 4 мг/л. Величина рН близка к нейтральной, составляя 6,5—7,5. На гидрохимическом режиме отдельных участков и заливов (Кондопожская губа) неблагоприятно сказываются отходы целлюлозно-бумажного производства и лесосплава.