Fysiska och kemiska egenskaper
Ljus och temperatur är två viktiga fysiska egenskaper hos sjöar och dammar. Ljuset från solen absorberas, sprids och reflekteras när det passerar genom jordens atmosfär, vattenytan och vattnet. Mängden och kvaliteten på det ljus som når ytan på en sjö eller damm beror på en mängd olika faktorer, bland annat tid på dygnet, årstid, latitud och väderlek. Kvaliteten och kvantiteten av det ljus som passerar genom vattnet i en sjö eller damm påverkas av vattnets egenskaper, inklusive mängden partiklar (t.ex. alger) och koncentrationen av lösta föreningar. (Upplöst organiskt kol styr till exempel hur långt ultravioletta våglängder av ljuset tränger in i vattnet).
Ljus och vind påverkar tillsammans vattentemperaturen i sjöar och dammar. De flesta sjöar genomgår en process som kallas termisk skiktning, vilket skapar tre olika zoner av vattentemperatur. På sommaren är vattnet i det grundaste lagret (kallat epilimnion) varmt, medan vattnet i det djupaste lagret (kallat hypolimnion) är kallt. Det mellersta lagret, metalimnion, är ett område med snabba temperaturförändringar. På vintern är mönstret för termisk skiktning omvänt så att epilimnion är kallare än hypolimnion. I många sjöar bryts den termiska skiktningen upp varje höst och vår när snabbt skiftande lufttemperaturer och vindar orsakar omblandning. Alla sjöar följer dock inte detta allmänna mönster. Vissa sjöar blandas bara en gång om året och andra blandas kontinuerligt.
Kemin i sjöar och dammar styrs av en kombination av fysiska, geologiska och biologiska processer. De viktigaste kemiska egenskaperna hos sjöar och dammar är koncentrationen av löst syre, koncentrationen av näringsämnen och pH . I sjöar och dammar finns syrekällor som diffusion vid vattenytan, blandning av syrehaltigt ytvatten till djupare djup och fotosyntes. Syre försvinner från sjöar och dammar under levande organismers andning och på grund av kemiska processer som binder syre. De två viktigaste näringsämnena i sjöar och dammar är kväve och fosfor. Algförekomsten i de flesta sjöar och dammar begränsas av tillgången på fosfor, medan kväve och järn är de begränsande näringsämnena i havet. Vattnets surhetsgrad, mätt som pH, återspeglar koncentrationen av vätejoner . pH-värdet i de flesta sjöar och dammar ligger mellan 4 och 9 (pH-värdet för destillerat vatten är 7). Vissa vattenlevande organismer påverkas negativt av låga pH-värden som orsakas av vulkanisk aktivitet, syraavgivande vegetation som omger myrsjöar och surt regn.