ทะเลสาบเป็นแอ่งน้ำที่ล้อมรอบด้วยผืนดิน ในโลกนี้มีทะเลสาบเป็นหมื่นแห่งทั่วโลก พบได้ทั่วทุกทวีปของโลก ทะเลสาบที่เรารู้จักกัน เช่น ทะเลสาบแคสเปียน ที่เป็นทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดในโลก ทะเลสาบไบคาล ประเทศรัสเซีย ที่เป็นทะเลสาบที่ลึกที่สุดในโลก หรือทะเลสาบติติกากา ทะเลสาบที่อยู่สูงที่สุดที่อยู่บนเทือกเขาแอนดีส หรือทะเลสาบเดดซี เป็นทะเลสาบที่อยู่ต่ำที่สุดในโลก เป็นต้น
น้ำจากทะเลสาบนั้นมาจากหลายแหล่งด้วยกัน เช่น ฝน หิมะ การละลายของน้ำแข็ง น้ำจากใต้ดิน เป็นต้น ซึ่งน้ำส่วนใหญ่ของทะเลสาบเป็นน้ำที่บริสุทธิ์ เนื่องจากเป็นน้ำที่มาจากธรรมชาติ ทะเลสาบนั้นมีทั้งทะเลสาบแบบเปิดและทะเลสาบแบบปิด ทะเลสาบแบบเปิดมักเป็นทะเลสาบที่มีทางออกไหลลงแม่น้ำ ทะล มหาสมุทร ส่วนทะเลสาบแบบปิดเป็นทะเลสาบที่ไม่มีทางออกไหลลงแหล่งน้ำ เมื่อเป็นทะเลสาบแบบปิดจึงมีการระเหยของน้ำที่อยู่ในแหล่งน้ำกลายเป็นเกลือสีขาว เช่น ทะเลสาบ Great salt ในรัฐยูทาร์ สหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นทะเลสาบเกลือที่ใหญ่ที่สุดในทวีปอเมริกาเหนือ
ทะเลสาบมีลักษณะคล้ายกับแอ่งน้ำที่อยู่บนพื้นผิวโลก ทะเลสาบเกิดขึ้นได้หลายแบบ ทะเลสาบหลาย ๆ แห่ง โดยเฉพาะทะเลสาบที่พบบริเวณซีกโลกเหนือ ส่วนใหญ่จะเกิดจากธารน้ำแข็งที่ปกคลุมบริเวณนั้นเป็นเวลานานตั้งแต่ยุคน้ำแข็งเป็นเวลา 18,000 ปีมาแล้ว ซึ่งก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่ทำให้พื้นที่บริเวณนั้นเกิดหลุมขนาดใหญ่หรือเกิดเป็นหุบเหวลึก เนื่องจากการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง เมื่อธารน้ำแข็งละลายจึงทำให้เกิดเป็นแหล่งน้ำและกลายเป็นทะเลสาบ
ทะเลสาบที่เกิดจากการกระทำของธารน้ำแข็งมักเกิดมากในบริเวณทวีปยุโรปและทวีปอเมริกาเหนือ เช่น ทะเลสาบ Great lake ในสหรัฐอเมริกา ก็เกิดจากการกระทำของธารน้ำแข็งเช่นกัน
ทะเลสาบบางแห่งเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก การเกิดแผ่นดินไหวทำให้แผ่นเปลือกโลกมีการแยกตัวออกจากกัน เมื่อแผ่นเปลือกโลกแยกตัวออกจากกันทำให้เกิดรอยเลื่อน (fault) รอยเลื่อนนี้ทำให้เกิดแอ่งน้ำธรรมชาติ เมื่อเกิดน้ำขังบริเวณนี้จึงเกิดเป็นทะเลสาบ ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบแคสเปียน ทะเลสาบไบคาล เป็นต้น
ทะเลสาบหลายแห่งเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ หลังจากที่ภูเขาไฟเริ่มดับแล้ว บริเวณปากปล่องภูเขาไฟจะเกิดเป็นแอ่ง บริเวณนี้เรียกว่า "ปากปล่องภูเขาไฟ (Caldera)" เมื่อมีฝนหรือการละลายของหิมะ เกิดน้ำขังกลาายเป็นแอ่งทะเลสาบ
นอกจากนั้นทะเลสาบยังเกิดขึ้นได้จากการกระทำของแม่น้ำ แม่น้ำวัยผู้ใหญ่ (Mature river) เป็นแม่น้ำที่อยู่กลางน้ำ การไหลของน้ำเริ่มไหลช้า มีการสะสมของตะกอนทำให้เกิดการคดเคี้ยวของแม่น้ำ (Meander) เมื่อมีการคดเคี้ยวของแม่น้ำจึงทำให้น้ำไม่มีแรงไหลตามแม่น้ำที่คดเคี้ยวได้ น้ำจึงมีการเปลี่ยนทิศทางจากทางคดเคี้ยวเป็นทางตรง ทำให้แม่น้ำส่วนที่คดเคี้ยวกลายเป็นแอ่งน้ำรูปพระจันทร์ครึ่งเสี้ยวที่เรียกว่า ทะเลสาบรูปแอก (Oxbow lake)
ทะเลสาบยังอาจเกิดได้จากดินถล่มหรือโคลนถล่ม โดยเกิดจากหิน ดิน โคลนที่ไหลลงมาตามภูเขา เศษหินเหล่านี้ได้ไหลลงมาปิดกั้นการไหลของน้ำทำให้เกิดเป็นแอ่งทะเลสาบได้ นอกจากนั้นทะเลสาบยังเกิดขึ้นได้จากการกระทำของมนุษย์เพื่อเป็นแหล่งเก็บน้ำ ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและเป็นที่พักผ่อนหย่อนใจอีกด้วย