Вагатозеро представляет собой расширенное русло реки Шуи. Форма озера овальная, почти круглая, слегка вытянутая с севера на юг. Берега сложены в основном мореной и продуктами ее размыва. Вдоль западного побережья и в изгибах берега других участков часты песчаные пляжи. Преобладают невысокие берега. Южный берег местами задернован, местами к берегу подходят Сельскохозяйственные угодья.
В озеро поступают воды пяти притоков. Крупнейшие из них — реки Шуя и
реки Сяпся.
Река Сяпся связывает Вагатозеро с Сямозером. Водосборная площадь озера равна 7436 км2. Среднегодовая амплитуда колебаний уровней 367 см.
Течения в Вагатозере создаются благодаря впадению крупных притоков: рек Шуи и Сяпся, вызывающих перемещение водных масс.
Вагатозеро - мелководный водоем. Наибольшая глубина 8,5 м (юго-западная часть водоема). Лишь 15 % площади дна занято глубинами более 2 м. Дно котловины озера слабо пересеченное. Ямы имеются в участках при впадении и истоке реки Шуи из озера. Преобладают пологие подводные склоны.
Грунты Вагатозера представлены в основном 2 типами: леском и илом. Илы заполняют почти всю чашу озера (62,5% площади дна). Песчаный грунт расположен вдоль берега широкой полосой до 500-1000 м.
Прозрачность в августе 1,3 – 1,7 м. Цвет воды коричневатый. Водные слои прогреваются до дна. В августе температуры воды в поверхностном слое составляют 19,5 -28,0, в придонном 18,8-20,5. Вскрывается озеро во второй половине апреля или в мае, замерзает в октябре – ноябре. В участках, где вытекает реки Шуя, часты полыньи.
В мелководной прибрежной зоне Вагатозера вдоль песчаных берегов обильно развита водная растительность (тростник, камыш, рдесты, осока и дреки ).
