Характерной гидрологической особенностью автономного округа, как и всей Западной Сибири, является исключительное обилие озер. Это связано с плоским рельефом, близким залеганием к поверхности водоупорных горизонтов и широким распространением в северной части Западно-Сибирской равнины многолетней мерзлоты, делающей рыхлые наносы водонепроницаемыми.
На огромной территории автономного округа насчитывается приблизительно 300 тыс. озер, площадь акватории которых более 0,01 км2. Общая площадь этих озер составляет более 44 тыс. км2. И хотя абсолютное большинство водоемов являются по площади менее 10 км2 озерность этой огромной территории достаточно высока - 5,9%. Суммарные запасы воды в озерах автономного округа составляют ориентировочно 70 - 75 км3.
В автономном округе преобладают небольшие мелководные озера площадью до 1 км2 с глубинами от 2 до 5 м, но имеются озера, площадь которых достигает нескольких сотен и даже тысяч квадратных километров, а глубины - 25 м.
Озера покрываются льдом почти одновременно с началом ледохода на реках. В лесной зоне толщина льда на них достигает 90 - 120 см.
В тундре толщина льда на озерах нередко превосходит 1,5 м. Мелководные озера промерзают до дна. Сроки вскрытия их варьируют в широких пределах.
По происхождению котловин озера весьма разнообразны.
Моренные озера заполняют понижения среди скоплений моренного материала. Особенно много таких озер находится на конечноморенных грядах последнего оледенения на полуостровах Гыданский и Ямал. Моренные озера имеют обычно незначительные размеры (до 1 км в поперечнике), сравнительно малые глубины (до 5 - 7 м) и всегда пресную воду, хотя могут и не иметь поверхностного стока. Многие озера находятся в стадии зарастания, некоторые из них превратились уже в заросшие торфом котловины. Более крупные моренные озера (длиной 10 - 15 км) приурочены преимущественно к водоразделам. Они отличаются значительными глубинами (до 25 м), высокими берегами и обилием рыбы.
Термокарстовые озера встречаются лишь в зоне распространения многолетней мерзлоты - главным образом на полуостровах Ямал, Гыданский и в предгорьях Приполярного и Полярного Урала (бассейны рек Войкар, Щучья). Эти озера отличаются малыми размерами, глубинами 1 - 3 м и низкими, местами обрывистыми торфяными берегами. Вода их содержит много растворенных и коллоидных органических веществ. Озера бедны растительностью и рыбой.
Торфяно-болотные озера представляют собой маленькие дистрофные озерки, разбросанные без всякой системы среди открытых верховых болот, преимущественно в бассейнах рек Надым, Пур, Таз и притоков Оби. Эти озерки развились в результате неравномерного нарастания торфяной залежи и процессов вторичного разрушения поверхности торфяников. Они мелководны, имеют обрывистые торфяные берега и дно, сложенное торфяным детритом. Обычно эти озера содержат темную воду и почти лишены рыбы и высшей растительности.
Пойменные озера образуются почти повсеместно в расширенных речных поймах в результате эрозионно-аккумулятивной деятельности рек или заполнения полыми водами пониженных участков поймы. Среди них можно выделить озера-старицы и озера-соры или "туманы". Озера-соры имеют наибольшее распространение в устьевых участках притоков нижней Оби. Для них характерны крайне малые глубины 1 - 3 м, а в местах затопленных русел - 5 - 10 м при площадях зеркала в несколько сотен квадратных километров (Шурышкарский сор в низовье Оби). Режим этих озер определяется в основном режимом рек, в поймах которых они находятся. Многие соры к осени частично или полностью высыхают и превращаются в небольшие озерки с низкими топкими берегами или в заболоченные низины. Благодаря обилию корма в виде богатого органическими веществами ила и хорошему прогреву воды, соры являются излюбленным местом нагула многих ценных промысловых рыб, местами обитания ондатры.
Озера горных областей. Характерным элементом ландшафтов восточного склона Полярного Урала являются многочисленные, небольшие по площади озера. Генетически они связаны с древним и современным оледенением. Наряду с собственно ледниковыми озерами имеется также небольшое число довольно больших озер тектонического происхождения, ванны которых впоследствии были преобразованы деятельностью ледников. В расширенных участках речных долин встречаются пойменные озера, а на заболоченных участках днищ древних трогов и перевальных седловин Полярного Урала - небольшие озера термокарстового происхождения. Распределены озера в горах неравномерно.
Тектонические озера, возникшие путем заполнения поверхностными водами тектонических впадин, разработанных ледниками, характеризуются значительными размерами, большими глубинами, прямолинейными очертаниями береговой линии и большой прозрачностью воды. Котловины их имеют обычно плоское дно, покрытое илистыми отложениями, берега крутые. Эти озера сравнительно немногочисленны, на Урале - озеро Большое Щучье. Оно расположено в тектонической впадине, протянувшейся с северо-запада на юго-восток более чем на 25 км. Впадина включает в себя само озеро, большую часть русла реки Пырятане, впадающей в озеро с северо-запада, а также верховья реки Щучья, вытекающей с юго-востока. Озеро Большое Щучье одно из самых глубоких озер автономного округа и России.
Многие озера, связанные с речной сетью, богаты рыбой. Важное рыбопромысловое значение имеет система озер в южной части автономного округа на Пур-Тазовском водоразделе: Кожерель-Ту (Чертово озеро), Часельское, в истоках реки Надым - Нумто и др. Берега озер являются излюбленным местом стоянки оленеводов. Летом на озерных водоемах большое скопление пернатой дичи.
Водоемы автономного округа являются средой обитания объектов животного мира: выдры, норки, ондатры, водоплавающих и околоводных птиц. Большое хозяйственное значение имеют рыбные запасы. Обилие кормов в заливаемых поймах рек и озерах, а также достаточное количество нерестилищ благоприятствуют размножению и нагулу рыбы. Более сорока видов рыб встречаются в водоемах автономного округа, из них тридцать имеют промысловое значение.