Der See hat eine Fläche von 5.100 ha (12.610 Acres), erstreckt sich über 42 km (26 Meilen) von einem Ende zum anderen und ist im Durchschnitt etwa 1,6 km (1 m) breit. Mit einer Höhe von 294 m (965 Fuß) ist er der tiefste Punkt in South Dakota. Der Big Stone Lake ist die Quelle des Minnesota River, der auf einer Länge von 534 km in den Mississippi mündet.
Der Abfluss des Sees in den Minnesota River wird durch den 1937 errichteten Big Stone Lake-Damm am südlichen Ende des Sees geregelt. Obwohl der Damm bescheiden ist, hat er eine maximale Kapazität von 205.000 acre-feet. Der Damm ist Eigentum des Staates Minnesota und wird von diesem betrieben.
Der See wird durch den Little Minnesota River an seinem nördlichen Ende gespeist, der durch die Traverse Gap fließt. Big Stone entstand am Ende der letzten Eiszeit, als der Agassiz-Gletschersee durch die Lücke in den Glacial River Warren entwässerte. Im Tal dieses Flusses liegt heute der Big Stone Lake. Der Big Stone Lake ist auf der Mitchell-Karte von 1757 als „L. Tinton“ verzeichnet, was sich auf das Volk der Lakota bezieht, das auch als Tetonwan („Bewohner der Prärie“) bekannt ist. Der Big Stone Lake wurde nach den nahe gelegenen Felsen benannt.
Zwei State Parks befinden sich am See: Der Big Stone Lake State Park in Minnesota und der Hartford Beach State Park in South Dakota. Die beiden Parks bieten Picknick-, Bootsanleger-, Wander- und Campingmöglichkeiten. Zum State Park in Minnesota gehört auch ein Bildungszentrum am See. An den Ufern des Big Stone Lake befinden sich auch mehrere Ferienanlagen. Besucher zieht es vor allem wegen des Angelns an den See: Zander, Hechte und Blaufische sind bei Anglern beliebte Sportfische, und der See beherbergt über 30 weitere Arten. Es gibt 12 öffentliche Zugänge, die zum Angeln genutzt werden können. Der See wird alle zwei Jahre mit 7.000.000 Jungfischen bestückt.
Die Gemeinden Ortonville, Minnesota, und Big Stone City, South Dakota, liegen an der Südspitze des Sees; Browns Valley, Minnesota, liegt an der Nordspitze.