衡水湖国家级自然保护区座落在河北省衡水、冀州、枣强之间的三角地带，是一保持沼泽、水域、滩涂、草甸和森林等完整湿地生态系统的自然保护区，占地面积283平方公里。其生物多样性十分丰富，以内陆淡水湿地生态系统和国家I、II级鸟类为主要保护对象。
　　衡水湖，俗称“千顷洼”，又叫“千顷洼水库”，湖面75平方公里（在冀州境内57平方公里，桃城区境内18平方公里）。面积与蓄水规模仅次于白洋淀，是华北平原第二大淡水湖，单体水面积位居华北第一。2000年7月，被国家林业局和省政府批准为河北省衡水湖湿地和鸟类省级自然保护区。2003年6月，被批准为国家级自然保护区。
　　自然保护区属暖温带大陆季风气候区，四季分明，年平均气温13.0℃，年降雨量518.9mm。衡水湖湿地和鸟类自然保护区处于太行山麓平原向滨海平原过渡区，为鸟类南北迁徙的必经之地。其独特的地理位置和优良的水质资源孕育了丰富的物种多样性，有着很高的生态价值和经济价值。其主要保护对象，是作为水禽栖息地的以湖区为主体的湿地生态系统。在衡水湖栖息的鸟类多达317种(截至2010年5月的观测记录)，其中国家Ⅰ级保护的鸟类有丹顶鹤、白鹤、黑鹳、东方白鹳、大鸨、金雕、白肩雕等7种，国家Ⅱ级保护的鸟类有大天鹅、小天鹅、灰鹤、白枕鹤、蓑羽鹤、角鸊鷉、斑嘴鹈鹕、黄嘴白鹭、鸮、隼、鹰、白琵鹭、鸳鸯、彩鹮等珍贵鸟类49种。春、夏、秋季在湖区栖息的须浮鸥、雁、鸭、大苇莺、灰椋鸟等每种都有数万只。湖内人鸟共生，更增添了几分诗情画意。在冀州市冀州镇北关村和桃城区河沿镇的后韩村的南北堤附近的苇塘中以及滏阳新河一带能经常看到灰鹤翱翔的壮丽景观，在冀州市的后赵村东和顺民庄村东，更能观察到大批水禽。
　　衡水湖水源充足，水量丰沛，丰水季节，碧波粼粼，一望无际，“落霞与孤鹜齐飞，秋水共长天一色”，其景色之优美，令人心旷神怡。湖内水清草茂，是淡水养殖的理想场所。目前湖内共有鱼类6目9科26属30种，其中鲫鱼占93%；浮游植物7门53属，以蓝藻为多；浮游动物3门4纲45属，其中以轮虫生物量最大，占48.5%，其次为挠足类，占32.3%；水生维管束植物3门14科22属32种。另有芦苇、蒲草、莲藕分布。水产品年产量2463.8吨。
　　衡水湖周边土壤为潮土，成土母质为河流沉积物，沙、壤、粘质俱全，主要作物有小麦、玉米、棉花、大豆等，主要林木、果树、花卉有128种。