洪澤湖流域的前身是古幹渴湖。由於新構造運動的斷層擡升、泥沙淤積和陸向海的不斷推進，胡克向內陸退縮，分割成無數的小湖泊，史書中記載有破釜溪、白水塘、涪陵塘、木墩湖、方嘉湖、程子湖等。這些湖泊大多由水路相連。楊迪乘船去江南，經過壹條破釜溪。下大雨時，他把破釜溪改名為洪澤浦，故名洪澤湖。據史料記載，從1575年到1855年的280年間，洪澤湖大堤決口140多次，每壹次決口，江蘇何麗霞地區都成了“澤國”，尤其是康熙十九年(公元1680年)的黃河淮河流域。京劇《虹橋獻珠》講的是古代泗州城被洪水吞噬的神話故事。
洪澤湖是淮河流域的壹座大型水庫。該湖因依托東部大堤為屏障，湖底比東部平原高出4 ~ 8米，為“懸浮湖”。洪澤湖大堤，原名高家堰，始建於東漢時期(約公元200年)。原來是非堤，長30裏。自1194年黃河攻陷淮河以來，湖面擴大，堰的作用越來越重要。後來在明朝永樂、萬歷年間多次修築，土堤延伸至江壩，就是今天洪澤湖大堤的雛形。明代萬歷八年(公元1580年)，大堤北段護坡改為塊石，至清乾隆十六年(公元1751年)才完成，形成“堤堰有築之勢，市縣有釜底之狀”。仁、義、禮、智、信五壩築堤泄洪，是我國勞動人民智慧的結晶。
洪澤湖多年平均水位12.10米(蔣壩水位站)，湖泊蓄水量24.4億立方米，水位從1.24變化到4.14米，湖泊平均永久水深只有135米，局部最大水深4.75米。
流入洪澤湖的河流主要有淮河、灤通河、何穗河、安河河和魏橋河，大部分分布在湖的西部。在任虎湖的河流中，淮河是最大的，最大水量為每秒26500立方米。入湖水量占任虎湖總水量的70%以上，是洪澤湖的主要供水來源。
新中國成立後，湖區人民經過幾十年的奮鬥，洪澤湖的面貌發生了巨大的變化。沿湖建有三江閘、兩江閘、高良澗閘，建有江壩、高良澗兩座船閘。此外，洪澤湖大堤全面整修，蘇北灌溉幹渠、二河、新淮河開挖，形成蓄排並舉的樞紐工程。現在洪澤湖已經成為淮河下遊的壹個大型蓄水水庫。總灌溉渠年出水量約700 ~ 6543.8+0.4億立方米，灌溉面積擴大到6543.8+0.8萬畝以上。
洪澤湖水生生物資源豐富，有刀鱭、銀魚、鯉魚、鯽魚、鯿魚、白金、草、鰱魚、烏魚等，還有蝦、蟹、螺、蚌、鱉等。上世紀50年代，洪澤湖水產品最高年產量達到4200萬斤，如今的產量只有當時的壹半。魚類生產中，銀魚、鰱魚產量猛增，1969年鰱魚收購量為37萬斤，19765438年增加到1977年的1.7萬斤，1977年達到31.7萬斤。
洪澤湖的水生植物主要分布在湖的西部，蘆葦主要分布在淮河的碩威路沙灘上，總面積約6萬畝。蘆葦產生了。除了直接經營建材和造紙工業的重要原料外，湖區很多鄉鎮還用蘆葦加工成蘆葦席，運往國外。此外，湖區還產芡實和蓮子，1971收購蓮子約8萬斤。1953三合閘建成前後，洪澤湖大型水生植物分布發生了較大變化。1953之前，湖面上很多大型水生植物密集，蓮藕、柳珊瑚豐富。據說“雞頭和馬蹄是半年的糧食”，這表明他們的產量很大。三河閘建成後，湖水水位明顯升高，許多灘地被淹，大大減少了它們的分布面積。目前，除了湖的西部比較茂密外，大部分湖泊都變成了開闊的水面。
水利設施的建設在壹定程度上影響了洪澤湖的水產資源，但水利的效益是巨大的。現在的問題是如何采取適當的補救措施，大力恢復和增殖水生資源，以達到湖泊綜合利用的目的。