Com uma extensão de 250 mil km2, é a maior área alagável do mundo. O Pantanal é uma imensa bacia intercontinental, delimitada pelo Planalto Brasileiro, ao leste, pelas Chapadas Matogrossenses, ao norte, e também por uma cadeia de morros e terras altas do sopé Andino, a oeste.

Portanto, ele pode ser considerado um grande delta interno, onde se acumulam as águas do alto Paraguai e as de grande número de rios que descem do Planalto. Através do rio Paraguai, o Pantanal está intimamente ligado à grande bacia do rio Paraná - rio da Prata. Conexões aquáticas difusas com afluentes amazônicos existem ao norte, especialmente com o rio Guaporé.

A drenagem deste delta interno pelo médio Paraguai, por meio da barra estreita e rasa do Fecho dos Morros do Sul, faz-se com muita dificuldade. Porém, enormes quantidades de água estagnada atrás desta barragem tornam o Pantanal um labirinto imprevisível de águas paradas e correntes, temporárias ou permanentes, designadas através de grande quantidade de termos específicos pelo homem pantaneiro. Nas lendas indígenas e nos primeiros mapas, o Pantanal é lembrado como um grande lago cheio de ilhas, o "mar dos Xaraiés".

Em anos chuvosos, como em 1984 ou em 1995, o rio Paraguai expande-se em uma faixa de até 20 km de largura, invadindo os grandes lagos da fronteira boliviana e a Ilha do Caracará, regenerando temporariamente o "mar dos Xaraiés" dos antigos climas chuvosos.

O rio Paraguai e os outros rios pantaneiros apresentam pouca declividade, da ordem de 20-30 cm por quilômetro, o que faz com que as águas que se acumulam nos períodos de chuvas intensas escoem com muita lentidão. Em conseqüência, as enchentes, que são máximas ao norte nos meses de março e abril, chegam ao sul do Pantanal somente em julho e agosto.

Enquanto isso, imensas quantidades de água, provavelmente centenas de quilômetros cúbicos por ano, perdem-se por evaporação direta para a atmosfera. O Pantanal pode ser, com justiça, considerado a maior "janela" de evaporação de água doce do mundo.

Toda a vida e a economia do Pantanal estão ligadas a este sistema de inundações. A região é um interessante paradoxo aquático em uma área de clima continental semi-árido ou mesmo árido. Sem o abundante e raso lençol freático e os aluviões deixados pelas enchentes, a vegetação terrestre seria parecida com a do cerrado ou com a do Chaco boliviano.

Igualmente, a rica fauna de aves e mamíferos depende, na sua grande maioria, da alimentação aquática. O Pantanal pode ser visto, então, como uma grande e dinâmica interface entre o mundo aquático e o terrestre.

A vegetação aquática é fundamental para a vida pantaneira. As plantas flutuantes são os principais produtores primários nas águas do Pantanal. Imensas áreas são cobertas por "batume", que são plantas flutuantes, tais como o aguapé (Eichhornia) e a Salvinia, entre outras. Levadas pelos rios, estas plantas constituem verdadeiras ilhas flutuantes, os camalotes.

Após as inundações, a camada de lodo nutritivo permite o desenvolvimento de uma rica vegetação de ervas. A palmeira carandá (Copernicia australis) ocorre em extensas formações nas áreas em que as inundações dominam mas que ficam secas durante o inverno, permeando com os cupinzeiros, onde se inicia o paratudal. Os paratudais, formados pelos ipês roxos (Tabebuia, localmente chamado piúva), são típicos.

Numa região um pouco mais elevada, já com áreas não inundáveis, há uma vegetação característica de cerrado. Há ainda no Pantanal áreas com mata densa e sombria (com Piptadenia, Bombax, Magonia, Guazuma).

Em torno das margens mais elevadas dos rios aparece a palmeira acuri (Attalea principes), formando uma floresta de galerias juntamente com outras árvores, como o pau-de-novato (Triplaris formicosa), a embaúba (Cecropia), o genipapo (Genipa) e as figueiras (Ficus). Em pontos altos dos morros aparece uma vegetação semelhante à da caatinga, com a bromeliácea Dyckia e os cactos cansanção e mandacaru (Cereus).

O passado geológico permitiu ao Pantanal constituir-se no maior entroncamento dos intercâmbios da flora e da fauna aquática da América do Sul. Atualmente é povoado por uma variedade de organismos amazônicos e sulistas. Sendo principalmente um corredor de intercâmbios, não abriga fauna endêmica rica, como a Amazônia, e são as quantidades e não as raridades que o caracterizam.