如今洞庭湖的面积还有2600平方公里，清朝乾隆年间是洞庭湖的面积还在6000平方公里以上，要比现在大多了，更早的时候，洞庭湖被叫做云梦泽，面积最大时在4万平方公里以上，西周时期面积还有2万平方公里左右，之后就越来越小了。
根据历史记载，从北宋熙宁十年（公元1077年）到金大定二十年（公元1180年）的100多年前，梁山泊成为黄河河道。黄河水从澶州曹村向东汇入梁山泊，之后又自梁山泊分为两派：一从南清河入于淮，一从北清河入于海，黄河水决口漫灌之下，造成的水域面积当然是相当巨大了。
有专家估计当时的梁山泊和巨野泽在面积最大的时候是合二为一的，水域包含了如今聊城、菏泽两个地级市辖区的相当大一部分，另外还有濮阳和济宁的小部分，最大时面积在1万平方公里左右，是如今青海湖的2倍多，面积较小时梁山泊和巨野泽分开，梁山泊的面积也在2000平方公里左右，比现在大了3倍，水面则比现在大了10倍多。
不过这并非历史上此地水域面积最大的时候，地质和水利学家考证认为上万年前梁山泊、巨野泽和南面的微山湖一带的水域都是连在一起的，就是说在如今的山东西部一带有一个巨大的湖泊，从今济宁南端向北直达聊城北面，向西到菏泽西部，其面积在2万平方公里以上，堪比云梦泽了，只是后来由于黄河带来的泥沙不断淤积，这片水域绝大部分都被田为平地，成了广阔坦荡的华北平原的一部分。
洞庭湖是一个构造断陷湖，曾为古梦泽湖一部分，后因长江泥沙淤积，成为洞庭湖。洞庭湖承接湘江、资水、沅江、澧水四条河流的全部流量，故有“容纳四水”之称。对调节长江洪水起着重要的作用，因而又有“吞吐长江”之说，是一座巨大的天然蓄水库。
洞庭湖每年接受的河流泥沙量近2亿吨，湖底平均每年抬高4厘米。明清时期的洞庭湖面达6200平方公里，而目前枯水年份时湖面已经缩小到了940平方公里。过去洞庭湖为中国第一大湖，现在已经退居第二，昔日“八百里洞庭”今日已经分割为许多大小湖泊了。
