Der Chiemsee hat eine Fläche von etwa 80 km² bei knapp 73 m Tiefe. Der See ist nach der Fläche der drittgrößte See in Deutschland und der größte See in Bayern. Er wird deshalb auch "Bayerisches Meer" genannt. Gespeist wird er von der Tiroler Ache und der Prien. Er hat seinen Abfluss in der Alz, die sich später mit der von Traunstein kommenden Traun vereinigt und zum Inn weiterfließt. Seine Entstehung verdankt der Chiemsee der Vergletscherung der letzten Eiszeit vor etwa 10.000 Jahren. Das sumpfige Südgestade und viele nordwestlich in geringer Entfernung gelegene kleinere Seen lassen auf einen ehemals viel größeren Umfang schließen. Mit Blickrichtung Süden bilden die nahen Chiemgauer Alpen, namentlich die Gipfel des Hochgern, des Hochfelln und der Kampenwand einen malerischen Hintergrund für die drei Inseln in der imposanten Wasserfläche des Chiemsees. Von den Gipfeln ist der See bei entsprechend klarer Sicht auch aus großer Entfernung erkennbar. Bekannt ist der See vor allem durch zwei seiner drei größeren Inseln: Auf der Fraueninsel befindet sich seit dem Jahr 772 die Abtei Frauenwörth, ein Kloster der Benediktinerinnen. Noch bekannter ist die Herreninsel, auf der zwei Schlösser stehen: Ein Landschaftspark mit dem Alten Schloss (einem ehemaligen Kloster) sowie das Neue Schloss Herrenchiemsee des „Märchenkönigs“ Ludwig II., das dem Schloss von Versailles nachempfunden ist. Die dritte Insel – die Krautinsel – ist unbewohnt. Außerdem gibt es drei sehr kleine Inseln: Der Schalch westlich der Fraueninsel sowie zwei namenlose, baumbestandene Inselchen 54 m bzw. 80 m südlich der Krautinsel, mit jeweils wenigen Quadratmetern Fläche. Der Chiemsee hat als reizvolles Motiv zahlreiche Maler inspiriert, weshalb es unzählige Werke in der Malerei gibt, die den Chiemsee und dessen Inseln, aber auch die nähere Umgebung des Chiemgaus thematisieren. Um den Priener Maler Paulus hat sich ein Zirkel von Malern gebildet, die gemeinhin als „Chiemseemaler“ bezeichnet werden. Der gesamte Chiemsee ist wegen der darin lebenden Watt- und Wasservögel ein Schutzgebiet. Im Schutzgebiet sind rund 300 der insgesamt 350 Vogelarten Bayerns nachgewiesen. Weitere Schutzzonen sind die Hochmoore in der Nähe der Ufer.
Entlang des Chiemsees überwiegen meist relativ steil einfallende Kiesufer, wogegen ausgeprägte, großflächige Flachwasserbereiche mit entsprechender Vegetation auf wenige Gebiete wie beispielsweise am Schöllkopf beschränkt sind. Hier konnte sich ein breiter Verlandungsbereich mit einem dichten und ausgedehnten Schilf-Röhrichtgürtel entwickeln, an den vielfach noch genutzte Streuwiesen anschließen. Diese beheimaten stark gefährdete Pflanzen wie die Sibirische Schwertlilie, Sumpf-Knabenkraut, Trollblume und Straußblütrigen Gilbweiderich. Die windgeschützte und seichte Wasserfläche des Irschener Winkels wird von ausgedehnten Schwimmblattpflanzenbeständen mit der gelbblühenden Teichrose oder der wilden Seerose bewachsen. Zudem sind die Flachmoorflächen ein wichtiges Wiesenbrütergebiet mit seltenen Arten wie Bekassine, Kiebitz, Wiesenpieper, Braunkehlchen, Blaukehlchen, Wachtelkönig und Zwergdommel.
Vom Beobachtungsturm Irschener Winkel hat man einen guten Blick in die durch die Bernauer Ache verlandende Bucht mit ausgedehnten Röhrichten und Schwimmblattflächen mit Teich- und Seerose. Die Schwimmblattzone bietet außerdem vielen Fischen und unzähligen Arten von Wasserinsekten ideale Versteck- und Lebensmöglichkeiten. Der Irschener Winkel gehört zu den bedeutendsten Brut-, Rast- und Mausergebieten für Vögel am Chiemsee.
Das Rottauer Hochmoor, oder auch "Hacken und Rottauer Filze", wurde im Jahr 1990 unter Naturschutz gestellt. Es ist ein 372 Hektar großes Hochmoor mit Torfstichen, Kiefernmoorwald und Latschengebüschen. Die zahlreichen Entwässerungsgräben sind von mehreren Libellenarten besiedelt. Zusammen mit der Kendlmühlfilzen bildet das Rottauer Hochmoor den Komplex der "Südlichen Chiemseemoore" mit einer Fläche von insgesamt 1.800 Hektar.