Озеро в западной части Новгородской области. Относится к водосборному бассейну Балтийского моря. Берега преимущественно низменные, заболоченные, местами — дельтовые, с множеством плоских пойменных островов и проток. Вдоль северо-западного берега вытянуты гряды, чередующиеся с впадинами. В озеро впадает около 50 рек. Наиболее крупные из них: Мста, Пола, Ловать с Полистью, Шелонь с Мшагой, Веронда, Веряжа и др Вытекает из озера Ильмень единственная река Волхов, впадающая в Ладожское озеро. Основное питание озера осуществляется за счёт притока рек с весенним половодьем и зимней меженью. Колебания уровня до 7,4 м (минимальный — в марте, максимальный — в мае). Ледостав с ноября по апрель. Озеро богато рыбой (лещ, снеток, налим, щука). До постройки Волховской ГЭС водился сиг. В озёрной воде содержится много органических веществ, поэтому вода имеет желтоватую окраску.