Водосховище утворено в результаті перекриття Дніпра греблею вище м. Кременчука. Його заповнення було розпочато восени 1959 р. і закінчено влітку 1961 р. Площа водосховища - 2250 км, довжина - близько 185 км, середня ширина - 15, найбільша - 28 км, середня глибина - 6, максимальна - 20 м. Рівень води у водосховищі коливається в межах 5 м. Площа мілководь до 2 м складає приблизно 18%. Рівень води в літні місяці стабільний. Його зниження відбувається восени, досягаючи максимуму взимку. Найбільше спрацювання рівня може досягати 5 м, при цьому площа водосховища зменшується майже вдвічі. Водообмін здійснюється до 4 разів на рік, в середні за водністю роки - 2-2,5 рази.
За характеристикою берегової лінії, глибин, течіям і деякими іншими ознаками водосховище можна розділити на три ділянки: верхній, середній і нижній. Верхній ділянку, розташовану від м. Канева до м. Черкас, має озеро-річковий характер. Водна маса незначно виходить за межі русла, затоплюючи пойму, у зв'язку з чим глибини тут невеликі. В середньому вони становлять 2 м, досягаючи в руслі річки 10 м. Швидкості течії мало відрізняються від річкових. На цій ділянці у водосховище впадають праві притоки річки Рось та Вільшанка і ліва притока річка Супій.
Середній, озерний, ділянка простирається до лінії сіл Адамівка - Жовнине. Води водосховища покривають тут величезні площі заплави. Мілководдя займають не більше 1/10 частини всієї площі ділянки. Максимальна глибина в старому руслі Дніпра досягає 16 м, середня глибина - близько 6 м. Перебіг, обумовлене річковим потоком, практично відсутня.
Нижній, або приплотинній, ділянці, що тягнеться від с. Адамовці до греблі, найбільш глибокий. У греблі глибина складає 20 м, середня - близько 10 м. У середній частині ділянки ближче до правого берега з північного заходу на південний схід простяглися піщані острови, частина з яких зруйнована і перетворена на мілині. Перебіг помітно лише біля греблі. В межах ділянки впадають річки Суду і Цибульник.
Береги водосховища, складені з супісків і пісків, легко розмиваються і обрушуються, чому сприяють сильні хвилі. Вони найбільш властиві середній і нижній частинах водосховища, де воно досягає найбільшої ширини.
Рівень режим Кременчуцького водосховища непостійний, що зумовлено зміною термінів весняної повені, водністю року, а також дією вітрової активності нагонів. Під дією вітрів рівень води у водосховищі може змінюватися майже на 0,5 м.
Кременчуцьке водосховище - основний регулятор при розподілі річкового стоку серед дніпровських водосховищ. У зв'язку з цим у ньому постійно виникають великі площі осушної зони.
У водосховищі мешкають стерлядь, тюлька, щука, плітка, ялець, головень, в’язь, червоноперка, жерех, вівсянка, лин, підуст, піскар, уклея, густера, лящ, білоглазка, синець, рибець, чехоня, гірчак, карась, сазан, голець , щиповка, в'юн, сом, судак, окунь, йорж, носарь і бички.
