Il lago Trasimeno, o di Perugia, è con una superificie di 128 km² il più esteso lago dell'Italia peninsulare, quarto tra i laghi italiani appena dopo il lago di Como. Tale estensione si affianca ad una scarsa profondità (mediamente di 6,72 m), di modo che il Trasimeno rientra tra i laghi di tipo laminare.
L'origine del bacino lacustre è legata a fenomeni tettonici concomitanti alle fasi finali dell'orogenesi appenninica. Il lago è interamente compreso nel Comprensorio del Trasimeno della Provincia di Perugia ed è sprovvisto di un emissario naturale. L'emissario artificiale del Trasimeno fa confluire eventuali acque in eccesso nel fiume Tevere attraverso il torrente Caina. È alimentato principalmente dalle piogge e dai torrenti Rigo Maggiore, Tresa, Moiano e Maranzano, che confluiscono nell'immissario artificiale dell'Anguillara.
La zona era abitata sin dall'epoca preistorica, come testimoniano i ritrovamenti oggi conservati nel Museo Archeologico Nazionale dell'Umbria. Nel 217 a.C. nelle rive del lago ebbe luogo la battaglia del Lago Trasimeno, che vide le forze cartaginesi di Annibale sconfiggere le legioni romane del console Gaio Flaminio. Successivamente, ai tempi dell'imperatore Claudio, per ovviare al problema delle frequenti alluvioni del Trasimeno, i Romani costruirono un primo emissario artificiale collegato al Tevere.
Nel 1422 Braccio da Montone, signore di Perugia, fece realizzare un nuovo emissario, per una lunghezza complessiva di circa 1 km e sviluppato quasi interamente in galleria. Tale opera non fu però risolutiva dei problemi al punto che anche il celebre Leonardo da Vinci studiò un ingegnoso sistema idraluico, mai messo in opera, per regolare i flussi in eccesso del Trasimeno e del lago di Chiusi, che prevedeva anche il coinvolgimento del Tevere e dell'Arno. Nella seconda metà del XVI secolo papa Sisto V decise di deviare gli unici emissari naturali del Trasimeno, il Rigo Maggiore e la Tresa, verso il lago di Chiusi. Tra XVIII e XIX secolo si tentò un'ulteriore riduzione del bacino imbrifero, si parlò addirittura di prosciugamento, ma alfine non vennero operati interventi.
Tra il 1895 ed il 1898 fu realizzato un nuovo emissario, parallelo a quello del XV secolo, per una lunghezza di 7 km ed una portata di 12 metri cubi al secondo. Risolto il problema delle inondazioni tra gli anni quaranta e gli anni cinquanta si dovette far fronte ad un crisi idrica: il Trasimeno corse addirittura un serio rischio di prosciugamento con una profondità massima ridottasi a 2,93 metri alla fine degli anni cinquanta. Nel 1952 vennero quindi reintrodotti gli immissari naturali Rigo Maggiore e Tresa deviati nel XVI secolo ed il recupero avvenne a partire dal 1958.
Dal 2006 il lago Trasimeno fa parte dell'associazione internazionale "Living Lakes".
Ricca è la fauna ittica di questo bacino lacustre: le specie presenti sono 18, ma solo 5 di esse sono specie indigene non immesse dall'uomo. Tali specie comprendono lucci, carpe (comuni, a specchi, erbivore), tinche, cavedani, carassi, alborelle, scardole, persici reali, anguille, pesci gatto e persici trota. Tra le specie estinte si ricorda la laschetta (Rutilus rubilio), un tempo abbondante nel lago.
Nel lago Trasimeno sono presenti tre isole ovvero, in ordine di grandezza, la Polvese, la Maggiore e la Minore.
L'isola Polvese è situata nella parte sud-orientale ed è l'isola più estesa delle tre (69,60 ettari). Dal 1995 la Provincia di Perugia, che ne è proprietaria dal 1973, l'ha dichiarata parco scientifico-didattico e vi svolge attività di ricerca scientifica, di sperimentazione e di didattica ambientale. Nella parte orientale e meridionale è presente una vasta zona umida con canneti che danno rifugio a varie specie di uccelli ed anfibi.
L'isola Maggiore è l'unica isola abitata in maniera stabile, conta infatti 35 abitanti (dati Istat, 2001) ed ha una superficie di 24 ettari, racchiusa in un perimetro di 2 km. L'isola è collegata con la terraferma da un servizio di traghetti verso i paesi di Tuoro sul Trasimeno, Passignano sul Trasimeno e Castiglione del Lago. Una fitta rete di sentieri copre l'isola intera, dipanandosi attraverso una macchia di ulivo, leccio, pino, cipresso, pioppo ed altre varietà mediterranee.
L'isola Minore si eleva per circa 20 m dalla superficie del lago (a 258 m s.l.m.), ha la forma di una virgola con dimensioni di circa 450 x 260 m e una superficie totale di 0,05 km². L'isola è coperta da una fitta vegetazione boschiva, comprendente pini e lecci, che da rifugio ad una nutrita colonia di cormorani.