ทะเลสาบที่ใหญ่กว่าและลึกกว่าเป็นปัจจัยสำคัญในวัฏจักรของน้ำ ตั้งแต่ฝนไปจนถึงน้ำผิวดิน น้ำแข็ง ความชื้นในดิน หรือน้ำใต้ดิน และจากนั้นก็กลายเป็นไอน้ำ ทะเลสาบเหล่านี้ได้รับการระบายน้ำจากพื้นที่กว้างใหญ่ กักเก็บไว้ ส่งต่อไปยังทะเล หรือสูญเสียสู่ชั้นบรรยากาศโดยการระเหย ในระดับท้องถิ่น แม้แต่ทะเลสาบขนาดเล็กก็มีบทบาทสำคัญทางอุทกวิทยา อัตราส่วนที่ค่อนข้างสูงของพื้นที่ผิวสัมผัสต่อปริมาตรน้ำทั้งหมดของทะเลสาบเหล่านี้ช่วยเน้นย้ำถึงประสิทธิภาพในฐานะเครื่องระเหย ในบางกรณี ประสิทธิภาพของทะเลสาบในการสูญเสียน้ำสู่บรรยากาศเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาในท้องถิ่น เนื่องจากข้อกำหนดของสาธารณะและอุตสาหกรรมสำหรับน้ำในทะเลสาบ ตัวอย่างที่ชัดเจนของสภาพนี้คือทะเลอารัลซึ่งตั้งอยู่ในเอเชียกลาง ทะเล แม้ว่าจะยังคงเป็นหนึ่งในแหล่งน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก แต่ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 พื้นที่ของมันก็ลดลงถึงสองในห้า และระดับพื้นผิวเฉลี่ยของมันลดลงมากกว่า 12 เมตร (40 ฟุต) โดยส่วนใหญ่เป็น ผลจากการผันแม่น้ำ Syr Darya และ Amu Darya เพื่อการชลประทานทุ่งที่อยู่ติดกัน ในแอ่งน้ำบางแห่ง (เช่น แอ่งชาดในแอฟริกา) ทะเลสาบเป็นจุดสิ้นสุดบนบกของวัฏจักรอุทกวิทยา เนื่องจากไม่มีการไหลลงสู่มหาสมุทร ทะเลสาบปิดเหล่านี้จึงพองตัวหรือลดลงตามความสมดุลของสภาพอุทกวิทยาในท้องถิ่น