Burtnieku ezers atrodas Tālavas zemienē, 39,5 m virs jūras līmeņa, Valmieras rajona vidusdaļā. Tā platība kopā ar abām salām ir 40,074 kvadrātkilometri. Ezera vidējais dziļums ir 2,2 m, lielākais dziļums 3,3 m. Krasta līnija - 33 km ar maz izteiktiem līcīšiem. Burtnieku ezeram ir viens no lielākajiem ezeru baseiniem Latvijā - 55 reizes pārsniedz ezera platību. No Burtnieku ezera iztek Salaca.