Jezioro leży w zlewni rzeki Myśli na Pojezierzu Myśliborskim, na wysokości 58 m.n.p.m. Jest ono jednym z większych jezior rynnowych i największym na Pojezierzu Myśliborskim.

Pojezierze charakteryzuje się licznymi jeziorami (Golenickie, Jezierzyce, Chłop, Łubie) i stosunkowo bogatą siecią hydrofizyczną. Ponadto znajduje się tu również jedno z wykrytych w kraju złoże kredy jeziornej oraz porastająca je flora wapniolubna.

Jezioro i jego dopływy leżą na piaskach, żwirach, glinach zwałowych. Południowa zatoka otoczona jest miejską zabudową miejscowości Myślibórz. Znajdują się tu m. in. plaża miejska, ogródki działkowe i park. W przeszłości do tej zatoki odprowadzane były wody deszczowe z części miasta.

Powierzchnia zlewni całkowitej, która obejmuje obszar od wpływu jeziora do wododziałów wszystkich stałych cieków dopływających do jeziora wynosi 556,1 km2. Powierzchnia samego jeziora Myśliborskiego to 617,7 ha. Jest to zbiornik stosunkowo płytki. Średnia głębokość wynosi 8,4 m, a maksymalna 22,3 m. Jezioro Myśliborskie ma kształt wydłużony. Jego maksymalna długość osiąga 6500 m, natomiast maksymalna szerokość 1600 m.

Jezioro Myśliborskie jest zbiornikiem przepływowym. Jego objętość wynosi 51,94 mln m3. Rocznie przepływ wody mieści się w granicach 46,3 mln m3, co oznacza że średni roczny wskaźnik wymiany wody wynosi 91%.

Jezioro Myśliborskie jest zbiornikiem o dobrze rozwiniętej linii brzegowej, która wynosi ogółem 21000 m. Brzegi jeziora w bezpośrednim sąsiedztwie lustra wody są płaskie i dopiero w odległości ok. 50 m od linii brzegowej tworzą wyraźny taras.

Bardziej interesująco ukształtowana jest południowa część zbiornika, wprawdzie płytka, ale z wyraźnie wyodrębnionymi plosami i zatokami. Dno w tej części jest pozbawione urozmaiceń, a brzegi stosunkowo łagodnie schodzą w głąb. Maksymalne przegłębienie w tej części znajduje się w niewielkiej , wyraźnie wyodrębnionej południowo zachodniej zatoce.

Środkowa i północna część jeziora posiada urozmaicone dno, natomiast linia brzegowa im bardziej na północ, tym słabiej jest rozwinięta. Podwodne stoki jeziorne są strome głównie na północno zachodnim i północno wschodnim brzegu. Głębsze partie dna tworzą równoległe płaszczyzny. Zatoki jeziora są płytkie i posiadają w przewadze wyrównane dno. Częściowo wolny od roślinności jest jedynie brzeg południowy, który znajduje się w strefie miasta, przy plaży.