Озеро розділене вузьким півостровом на дві частини з різними хімічними характеристиками води – у західній частині вона практично прісна, а в східній – солонувата. У західній частині озера, куди впадає річка Ілі, вода прісна, а в східній частині солоність становить 5,2‰. 46°32′27″ с.

Озеро має форму півмісяця, приблизно посередині його розділяє витягнутий півострів Сариесик, через що дві частини озера пов’язані між собою вузькою протокою. Західна частина Балхаша відносно мілка і майже повністю прісноводна, східна частина глибша, і вода в ній – солона.

Такої водойми більше немає на жодному континенті планети: Балхаш унікальний тим, що одна половина цього озера солона, інша – прісна. І головне, що водойма розташована в центрі регіону, який без неї перетворився б на пустелю. А мешкає в його басейні понад 3,3 мільйона осіб, п’ята частина всього населення країни.