Un lac comme le Léman n'est pas simplement un vaste réservoir d'eau uniformément mélangée. Il s'agit en fait d'un système hautement dynamique, caractérisé par des processus complexes et d'une variété de sous-systèmes qui varient de façon saisonnière et selon des cycles plus longs. Le lac Léman est un lac tropical au sens hydrologique puisque sa température profonde ne descend pas en dessous de 6 degrés. Il se comporte comme un gigantesque accumulateur de calories, emmagasinées en été et lentement restituées en hiver. Il ne connaît jamais de congélation générale.
Pour que les équilibres biologiques soit maintenus dans un lac, il faut qu'il y ait suffisamment d'oxygène dans l'eau. Les principales sources d'oxygène pour un lac sont les affluents, dont les eaux sont chargées en oxygène dissous, les plantes qui produisent de l'oxygène au cour de la photosynthèse, mais surtout l'atmosphère en diffusant l'oxygène dans l'eau grâce à l'action des vents.

L'eau du lac est continuellement entraînée par friction, par les vents et fini par frapper les rives en s'y amoncelant et provoquant une sur-élévation de sa surface. Ce phénomène s'appelle une seiche de surface et peut atteindre une hauteur de 30 à 40 cm.
L'eau chaude s'accumule "sous le vent", l'eau froide émerge "au vent". Lorsque souffle la bise, par exemple, les couches d'eau chaudes s'épaississent à Genève et s'amincissent à Villeneuve. Lorsque le vent tourne et souffle de l'ouest, c'est le contraire.
L'eau est peu sensible aux variations thermiques, si bien que seule la couche supérieure subit les oscillations de température considérables. Durant les hivers rigoureux, surtout en cas de bise prolongée, le brassage des eaux est total. Le lac se « retourne » et les eaux de surface viennent réoxygéner les fonds.