五大湖位于北美中部，其形成是一个漫长的过程。 数十亿年来地壳运动形成了低地和断层，在第四个冰河时代，五大湖地区的冰盖现在有数千米厚。 地壳不同部位有不同程度的沉降，加速了湖泊的形成。 随着冰川退缩，冰盖下的沉积物和石块堆积成湖盆。 来自冰川的融水侵蚀并汇集在洼地中，加速了湖泊的形成，年轻的五大湖在数千年前正式形成。
实际上古代加拿大地盾的边缘有许多大湖，五大湖是其中最大的。 苏必利尔湖是五大湖的最西端，是世界上最大的淡水湖，由蜿蜒的圣玛丽河与最中心的休伦湖相连。 西南角的休伦湖和密歇根湖被视为两个湖泊，但实际上它们是相连的。 南部由圣克莱尔河、圣克莱尔湖和最南端的伊利湖相连。 伊利湖的东北角通过尼加拉瓜河与安大略湖相连，继续向东北方向穿过圣劳伦斯河进入大西洋。
巨大的湖泊和狭窄的河流导致五大湖的流出量非常少，不到每年总水量的 1%。 这种相对封闭的环境，造就了相对独特的生态。 这里有150多种鱼类，其中大西洋鲑（salmon）是重要的经济鱼类，被视为重要的产卵地。 梭子鱼身长可超过 1.8 米，是五大湖的顶级捕食者，也是美国垂钓者的终极挑战。 除鱼类外五大湖特有的甲壳类动物和微生物尚未被彻底探索，大湖效应也显着影响了沿海地区的气候。 夏季湖面温度低，吸收热量为周边地区降温。 冬季湖心温度较高，通常不会结冰，当空气相遇时，雪就会落下。
自然条件决定了它比较适合人类生存。 就连湖边的印第安部落也很繁华， 在殖民战争、土著内讧和疾病传播之后，五大湖被美国和加拿大占领。 19世纪中叶大量移民涌入五大湖地区，他们利用肥沃辽阔的土地发展农牧业。 五大湖周边地区利用了冬暖夏凉的五大湖效应，甚至是水果集中区，五大湖区也出现了交通便利的城市。
