A globális felmelegedésre Közép-Európa legnagyobb tava nagyon érzékenyen reagált. A tó átlagos vízmennyisége mintegy 1800 millió köbméter. Optimális csapadékhozam mellett ez a mennyiség 2,2 év alatt „cserélődik ki”. A Balaton vízgyűjtő területe 5180 km², a vízfelület fő táplálója a Zala folyó, de számos kisebb patak, berki csatorna, tőzeges befolyó szállít vizet bele. Vízszintje nyaranta a párolgás miatt csökken, ősszel és télen a csapadék miatt pedig emelkedik. A tó átlagos mélysége 3-4 méter, legmélyebb pontja 11 méter. A meder északi irányban lejt, tehát a déli part sekély vize nyáron hamar felmelegszik. Északi partján a víz gyorsan mélyül, a parttól nem messze a Bakony erdő-borította hegyei emelkednek. A Balaton egyetlen kifolyása a Sió csatorna. A Siót elzáró turzásokat először Galerius római császár törette át. A tó mai vízszintje a XIX. század közepe óta jellemző. Akkor a déli parton kialakított vasút miatt jelentősen csökkentették a vízszintet, amelyet ma az 1976-ban elkészült siófoki zsiliprendszer segítségével szabályoznak a tengerszint feletti 104 méter körülire.

A klímaváltozás hatására az őszi-téli csapadék mennyisége egyes években drámaian lecsökken. Ahhoz, hogy a vízszint egy centit emelkedjen, 6 millió köbméter befolyó vízre van szükség. A nagy hőség miatt a nyári párolgás hatására 2002-2003-ban már 250-300 millió köbméternyi víz hiányzott a tóból. A Sió csatorna zsiliprendszerét lezárták ugyan, de a szárazság miatt a tó déli partszakasza drámai képet mutatott. Egyes helyeken több száz méteres sávban tűnt el a víz a part mellől. A sekély partszakasz minden nemű üdüléssel, sportolással, pihenéssel kapcsolatos tevékenységre alkalmatlanná vált. A part menti vízi növényzet gyakorlatilag eltűnt, a mederben fűfélék jelentek meg. A halak nem tudtak leívni a part menti sekély víz algás hínáros köveire, a kagylók hatalmas számban pusztultak el. Korábban nem jellemző gázlómadarak jelentek meg a parti vízsáv hűlt helyén, míg az őshonos vízimadarak elvándoroltak. A víz 2004-ben ugyan visszatért, de a jelenség tíz év múlva, 2013-ban megismétlődött, és a jövő sem ígér sok jót. A vízpótlásra több ötlet is született már, de mindegyik komoly ökológiai, vagy mérnöki problémát vet fel, ezért tényleges cselekvés nem történt, így a tó továbbra is teljesen ki van szolgáltatva az éghajlatváltozás szeszélyeinek.