Poziom wody w dawnym Balatonie nie był stabilny. W okresach suchych jezioro wysychało niemal zupełnie, natomiast w okresach pluwialnych ponownie napełniało się wodą, której poziom przewyższał nawet o 6–8 metrów współczesne położenie tafli wody (czego śladem są dostrzegalne tarasy abrazyjne). Erozja wodna zniszczyła z czasem progi dzielące odrębne wklęsłości, a osady wyrównały w znacznym stopniu dno zbiornika.
Geografia Balaton jest wąskim jeziorem, wydłużonym w kierunku z południowego zachodu na północny wschód. Jego długość wynosi 77 km, szerokość od 4 (w części zachodniej) do 14 km (w części wschodniej). Najmniejsza szerokość w przesmyku koło półwyspu Tihany wynosi 1,5 km. Powierzchnia tafli jeziora liczy 592 km². Balaton jest płytkim jeziorem. Jego średnia głębokość wynosi ok. 3 m, a największą głębokość (12,2 m) stwierdzono w tzw. Studni Tihańskiej u zakończenia półwyspu Tihany. Lustro wody leży na wysokości ok. 104 m n.p.m.
W tym samym rowie tektonicznym, co Balaton, na jego przedłużeniu, leżą jeszcze dwa jeziora o podobnym charakterze: Velence (węg. Velencei-tó) na północny wschód i Mały Balaton na południowy zachód od Balatonu.