Bazinul lacului Izvoru Muntelui - Bicaz este format din urmatoarele zone majore: zona cristalino-mezozoica, zona flisului carpatic si transcarpatic si zona vulcanitelor neogen-cuaternare.
Pe cuprinsul bazinului hidrografic al lacului (4035 km2) se realizeaza o inaltime medie a reliefului de circa 1100 m. Diferenta maxima de altitudine este de aproximativ 1800 m (intre Virful Inau, 2280 m, si cota fundului lacului la baraj de 425 m). Aceasta determina o etajare climatica ce are repercursiuni importante in regimul hidrologic al lacului.
Din punct de vedere a temperaturii aerului, zona lacului se inscrie in treapta climatica montana moderat de calda (temperatura medie anuala de 7 ÷ 7,5sC) cu ierni blande (temperatura medie a lunii ianuarie -4 ÷ -5°C) si veri moderat de calde (temperatura medie a lunii iulie, 16,5 ÷ 17°C). Diferentele temperaturii aerului din zona lacului sunt strans legate de termica suprafetei acvatice, ale carei variatii oglindesc particularitatile schimbului caloric dintre apa si atmosfera. Cercetarile au aratat ca in Octombrie continutul de caldura raportat la m3 de apa este maxim in acest lac. Ca efect al inertiei termice a lacului, temperatura maxima medie a aerului, cea mai ridicata, se produce in August si nu in Iulie.
Este cunoscut faptul ca aparitia lacurilor artificiale duce la modificarea echilibrului creat in regimul apelor subterane.
