Posee un área de 8.562 km² de los cuales el 56% (4.772 km²) corresponden al Perú y el 44% (3.790 km²) a Bolivia y 1125 km de costa; su profundidad máxima se estima en 281 m y se calcula su profundidad media en 107 m. Su nivel es irregular y aumenta durante el verano austral.
A pesar de haber sido denominado sitio RAMSAR desde 1997, recientemente fue declarado “Lago Amenazado” debido a la alta contaminación bacteriológica y orgánica causada por las actividades humanas, como la minería, el mal manejo y tratamiento de la basura y por los desagües que provienen de los centros urbanos a orillas de este cuerpo acuático.
Debido al crecimiento de zonas de importancia turística, como el caso de Copacabana (Bolivia), donde la inexistencia de sistemas de saneamiento y depuración han producido problemas sanitarios en las zonas de baño debido a la contaminación de las aguas.
La bahía interior de Puno (Perú) sufre una contaminación orgánica y bacteriológica producida por las aguas residuales de la ciudad. En esta bahía se ha desarrollado un proceso de eutrofización creciente, la contaminación se expresa en la aparición de procesos de eutrofización, cuyo principal indicador lo constituye la lenteja de agua.
La presencia de Lemna o lenteja de agua y otras plantas acuáticas son bioindicadores de contaminación, éstas van creciendo rápidamente, cubriendo toda la superficie del agua debido a la excesiva concentración de fosfatos y nitratos presentes en el Lago Titicaca.
Las plantas, al cubrir la superficie, producen la muerte de los peces y la vida acuática que se encuentra en el fondo del lago. Esto, a su vez, ocasiona un muy mal olor y que las aguas pierdan su capacidad de renovación.
Con la falta de oxígeno todo lo que vive en las aguas y el mismo lago van muriendo. Las lentejas se reproducen con rapidez porque las hojas simples forman yemas que desarrollan raíces y se separan. Se extiende con tal velocidad y constancia que llegan a ser difícil de erradicar.
Se sabe que uno de los proyectos de la Municipalidad de Puno (Perú), es la construcción de una planta de tratamiento de aguas servidas, con el objetivo de disminuir los niveles de contaminación y los impactos ambientales negativos que ocurren en el Lago Titicaca, el cual aún no es ejecutada porque no hay un acuerdo sobre la ubicación de esta obra.
Según fuentes oficiales el gobierno peruano está trabajando contra la minería ilegal que se practica en el distrito de Ananea, porque los residuos (metales pesados) caen a las vertientes la cuales desembocan en el Lago, erosionando su lecho.
Finalmente las constantes denuncias de pesca indiscriminada por parte de ciudadanos peruanos y bolivianos obligaron a la Gobernación de La Paz a asumir medidas de este hecho.
La Unidad de Pesca y Acuicultura de Bolivia es fortalecida para enfrentar la práctica ilegal de pesca, considerando que muchas de las especies del lago están en proceso de extinción.
Según informes oficiales las especies endémicas de gran tamaño son los más codiciadas por los pescadores que las comercializan en mercados sin control alguno, impidiendo así su reproducción.
Aunque se han desarrollado acuerdos binacionales, en la practica no se han concretado soluciones que realmente contribuyan a la preservación del lago más importante de los andes sudamericanos.