Водосховище виникло в 1965-1966 рр.. за греблею, що перегородила верхню ділянку Дніпра вище Києва в районі сіл Вишгорода. Воно розташоване по Дніпру - Від Вишгорода до с. Дніпрове, по Прип'яті - від гирла до м. Чорнобиля і по Тетереву - від гирла до с. Богдани. Площа водосховища перевищує 92 км, довжина - близько 110 км, найбільша ширина - 12 км, в деяких місцях - до 3 км. Найбільші глибини (до 15 м) знаходяться біля греблі, середня глибина (4,1 м) і мілководдя (до 2 м) займають майже половину всієї площі водосховища.
Територію Київського водосховища можна розділити на декілька ділянок, кожен з яких має специфічні риси. Так, дніпровське плесо, що знаходиться вздовж русла Дніпра вище злиття Дніпра та Прип'яті, дуже мілководне. Це ж властиво і прип'ятскому плесу, що тягнеться уздовж русла Прип'яті вище її гирла. Верхні, або руслові частини даних плес становлять собою власне річки з дещо уповільненим перебігом і підвищеним рівнем води. За своїми особливостями вони мало відрізняються від ділянок Дніпра і Прип'яті, розташованих вище зони водосховища.
Нижні, розширені частини плес мають озероподібних характер. Їх мілководні ділянки (до 3 м) рясно заростають вищої рослинністю і водоростями. Води прип'ятського плеса відрізняються від вод дніпровського кольором у зв'язку з підвищеним вмістом гумінових речовин. Тетерівське плесо також мілководне. Але вплив вод Тетерева на водний режим, а також рослинний і тваринний світ водосховища менш відчутний, ніж Дніпра та Прип'яті. Це обумовлено різною водністю кожної з названих річок. З водами Тетерева в водосховище вноситься певна кількість речовин органічного походження з побутових і промислових стоків, що викликають «цвітіння» води.
Основне плесо водосховища, що знаходиться нижче місця злиття Дніпра з Прип'яттю, можна розділити на три частини. Нижньою межею верхньої частини основного плеса є с. Страхолісся. Тут мілководдя глибиною до 3 м займають майже 3/4 всієї площі. Вони рясно заростають вищої рослинністю і нитчастими водоростями. Ця частина основного плеса знаходиться під великим впливом вище розміщених дніпровського і прип'ятського плес. Ось чому багато властивостей води по лівій стороні схожі з властивостями дніпровських, а по правій - прип'ятських вод.
Нижньою межею середній частині основного плеса є с. Рудня-Толокунська. Ділянка глибоководний. Площі з глибинами до 3 м становлять трохи більше 1/3 площі. Властивості води залежать від змішування вод верхньої частини основного і Тетерівського плес.
Нижня частина основного плеса, що тягнеться від с. Рудня-Толокунська до греблі, найбільш глибоководна. Мілководдя становлять незначну частину, тому рослинність розвивається слабо.
Протягом року рівень води водосховища змінюється. Він знижується з січня до середини березня, потім у результаті надходження паводкових вод підвищується до середини квітня, після чого знову падає протягом квітня - червня. Його підвищення спостерігається лише на початку зими, що обумовлено осінніми дощами, а потім рівень води знову знижується.
В залежності від режиму рівнів у водосховищі розрізняють осушуваних зону і зону постійного затоплення. У межах осушуваної зони виділяють дві підзони. Підзона тимчасового затоплення виражена тільки у верхній частині водосховища. Вона затоплюється з середини березня до кінця червня. На її території розвивається лугова рослинність. Сюди виходять для нересту риби, тут рясно розвиваються тваринні та рослинні організми, які після спаду води скочуються в водосховище, істотно впливаючи на життєдіяльність різних його організмів і якість води.
Підзона тимчасового осушення розташована нижче попередньої. Ці території звільняються від води тільки на початку вересня у зв'язку з осіннім зниженням її рівня. Вони заростають переважно земноводної рослинністю.
Водообмін у водосховищі здійснюється 9-12 разів на рік і залежить від обсягу води, що надходить із Дніпра та Прип'яті. У період паводку (квітень - травень) водосховище мало відрізняється від річки. Лише з встановленням літньої межені в Дніпрі (кінець червня - липень) проточність водосховища знижується і воно приймає озероподібних вид. Швидкість водообміну в червні - липні впливає на розвиток «цвітіння» води: при гарній проточності в поєднанні з малою прогріваємості водної маси і з деякими іншими факторами «цвітіння» води розвивається в меншій мірі, ніж при слабкій проточності і хорошою прогріваємості водної маси.
Характерною особливістю Київського водосховища, розташованого вище за всіх інших дніпровських водосховищ, є те, що навесні виникає велика різниця рівнів між верхньою частиною водосховища та його основним плесом, яка може досягати 1,5-2 м. Влітку вода прогрівається до 20 - 24 ° С. Крижаний покрив встановлюється в грудні - січні і тримається до середини або кінця березня.
З риб в Київському водосховищі відносно мало жереха, білоочки, подуста, головня, а також носаря, йоржа, в’язя, умови розмноження яких сильно погіршилися. Чисельність риб, що відкладають ікру на рослини, збільшилася, оскільки вони у водосховищі широко використовують для нересту як заливні луки в вершині, так і водну рослинність мілководь. Найчастіше тут зустрічаються плотва, лящ, густера, краснопірка, окунь, синець, лин, щука, карась.
