Od zachodu jezioro ograniczają strome zbocza Plassen i płaskowyżu Dachsteinu. Na wschodzie wznosi się grzbiet Sarsteinu, oddzielający dolinę Hallstätter See od Ausseerlandu. Na południe od jeziora znajduje się masyw Dachsteinu z najwyższym szczytem Hoher Dachstein, natomiast ku północy dolina rozszerza się w kierunku Bad Goisern i doliny Traunu.
Historyczna zabudowa Hallstatt rozwinęła się na wąskim pasie zachodniego brzegu, między taflą jeziora a stromym zboczem Salzbergu. Obertraun zajmuje szerszą część doliny przy południowym krańcu jeziora, w pobliżu ujścia Traunu. Nad północnym brzegiem położone są miejscowości Steeg i Au należące do Bad Goisern am Hallstättersee.
Geneza i morfologia Hallstätter See zajmuje fragment doliny polodowcowej wyżłobionej podczas plejstoceńskich zlodowaceń. Zostało zaklasyfikowane jako jezioro rynnowe położone w obrębie Północnych Alp Wapiennych. Podłoże niecki oraz przeważającej części zlewni tworzą skały węglanowe.
W czasie kolejnych zlodowaceń lodowce spływające z masywu Dachsteinu pogłębiały i poszerzały dolinę. Po ustąpieniu lodu zagłębienie zostało wypełnione wodą, tworząc jezioro o wydłużonym południkowym kształcie.