大雪山国立公園の南東隅に位置する約3万年前の噴火で川がせき止められて出来た堰止湖。周囲は約13km、標高810mの高所にあり、最深部は約100mの大雪山国立公園唯一の自然湖である。火山の噴火により湖岸の出入は複雑で、北からヤンベツ川が流入し、南西からトウマベツ川が流出する。複雑な湖岸線に9つの湾を形成し、湖北には弁天島がある。 湖の東にある天望山は、その姿と湖面に映る影との形から、唇山（くちびるやま）と呼ばれ、然別湖のシンボルになっている。 周囲には氷河期から生息していると言われる、生きた化石「ナキウサギ」や、ミサゴ、オジロワシ、クマゲラ、アオサギ等の貴重な野生動物たちが生息する。湖の周囲は原生林（トドマツ、エゾマツ、ダケカンバ）が取り囲む。冬季には湖全体が完全に凍り、湖上では1月末から「しかりべつ湖コタン」と名付けられた氷による小屋やオブジェが並ぶ村（コタン）が観光用に整備される。
　1万年前の火山活動によって陸封され、この湖で独自の進化を遂げたミヤベイワナ（オショロコマの亜種）が生息する。ミヤベイワナ（すべてリリース）やニジマス・サクラマス（一人計10匹まで）の釣りは、グリーン期に2回、計50日間のみ解禁され、1日あたり50名に限定されている。また、冬季も資源調査や遊漁による魚体への影響調査を目的に釣りが解禁され、氷結した湖上に穴をあけ、そこから糸を垂らす穴釣りを楽しめる。