Jest to jezioro pochodzenia polodowcowego o charakterze karowo-morenowym. Wypełnia wydrążoną przez lodowce misę skalną, zamkniętą od północy ryglem, na którym leży wał moreny czołowej. Morskie Oko ma powierzchnię 34,93 ha, długość 862 m, szerokość 568 m, a w najgłębszym miejscu osiąga 50,8 m. Morskie Oko dawniej nazywano Rybim Jeziorem lub Rybim Stawem, gdyż należy do nielicznych zarybionych w sposób naturalny jezior tatrzańskich. Zasilane jest dwoma stałymi potokami: Czarnostawiańskim Potokiem, spływającym kaskadami Czarnostawiańskiej Siklawy oraz Mnichowym Potokiem, tworzącym Dwoistą Siklawę.

Do jeziora wpada także kilka cieków okresowych, m.in. z Szerokiego i Marchwicznego Żlebu. Ze stawu wypływa Rybi Potok, rozlewający się w początkowym odcinku w kilka Rybich Stawków: Małe Morskie Oko, Żabie Oko, Małe Żabie Oko. Na morenie zamykającej jezioro od północy stoi schronisko PTTK. Położone na wysokości 1405 m n.p.m. należy do najstarszych i najpiękniejszych schronisk tatrzańskich. Nazwane zostało imieniem Stanisława Staszica, który w roku 1805 badał jezioro. Obok, przy końcu drogi, po lewej stronie znajduje się Stare Schronisko, które pierwotnie było wozownią (1890). Obydwa budynki zostały uznane za zabytkowe. Schronisko stanowi punkt wyjściowy do wycieczek na Rysy, Mięguszowiecką Przełęcz pod Chłopkiem i Szpiglasową Przełęcz.