Varna-søen er den største og dybeste flodmundingen søen aflange på det område af den bulgarske kyst. Området omkring søen – 17 sq km, med en dybde, der spænder fra 9, 5 til 19 meter. Oprindelsen af dette bassin er tektoniske.

Dannede det fra mundingen af Provadiya floden, og fra det Sorte hav, sø adskiller den to kilometer lange sandstrand strip, hvilket øger regelmæssigt. Den sydlige kyst er stejle og høje, mens Nord – skrånende. Søen bunden er dækket af et tykt lag af silt, nogle steder er ved at nå 30 meter. Hertil kommer, at de dybeste steder i bunden er dækket med svovlholdige mudder sort. Det bruges for at mudder, snavs Varna-søen er meget plastik-og varmekapacitet, som forbedrer dens medicinske egenskaber.

Søen temperatur og niveau af saltholdighed væsentligt påvirket af indgående havvand. I foråret saltholdigheden ved overfladen falder og stiger i sommeren-efteråret periode. I forbindelse med en overvægt af salt vand over til frisk vand, søen er hjemsted for den eneste marine fiskearter.

Overfladevand er nogle gange opvarmet til 25 °C. den Gennemsnitlige årlige temperatur på omkring 14 °C, nederst, vandet er opvarmet ved højst +8 °C.

Det er kendt, at området omkring søen var beboet selv i oldtiden, som det fremgår af spor af forsvundne civilisationer. På bredden af Varna-søen, arkæologerne fandt en bunke boliger, flint-redskaber og kanoer. Det er også bemærkelsesværdigt, at der på den Nordlige side af søen, i det moderne industrielle zone i Varna, i 1919, blev ved et uheld fandt den berømte necropolis udgravninger, hvor der hidtil er gennemført. Hertil kommer, at med en af de forhøjede sø udsigt over ruinerne af Basilikaen i den periode af Genovesisk koloni.