| Einzugsgebiet | Seefläche | Maximale Tiefe | Seepege | Wasseraufenthaltszeit |
| 128.1 km2 | 10.2 km2 | 47 m | 449 m.ü.M. | 3.9 Jahre |
Der Hallwilersee liegt zu 1/6 der Fläche im Kanton Luzern und zu 5/6 im Kanton Aargau. Die chemische und biologische Überwachung sowie die Belüftung des Sees erfolgen durch den Kanton Aargau. Die hauptsächliche Belastung des Hallwilersees mit Nährstoffen geht von den Zuflüssen im Kanton Luzern aus. Weitere Informationen finden sie auch beim Gemeindeverband Baldegger-Hallwilersee und beim Kanton Aargau.
Rund die Hälfte der eingetragenen Phosphormenge über die Zuflüsse stammt aus dem Baldeggersee. Dank den externen Massnahmen im Einzugsgebiet und der Seebelüftung konnte der Phosphorgehalt im Hallwilersee auf 20 mg/m3 gesenkt werden (Frühjahr 2009). Der See ist immer noch zu produktiv, so dass weiterhin Sauerstoff zur Belüftung im Sommer eingetragen werden muss.
Der Hallwilersee ist bekannt für seine Burgunderblutalgen. Sie können fast jeden Frühling an der Wasseroberfläche ’aufrahmen’. Mit der alle paar Jahre durchgeführten Untersuchung der Kleintiere im Seesediment kann aufgezeigt werden, dass sich die Sauerstoffverhältnisse bis in die Tiefe von 46 Metern allmählich verbessern. Teilflächen des Luzerner Teils des Hallwilersee stehen unter Naturschutz.
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