La cuenca del lago Eyre es un enorme sistema endorreico alrededor del lago, cuya parte más baja está cubierta por una capa salada característica de los sistemas endorreicos, producida por la expansión cada temporada del volumen de agua y la consecuente evaporación de las aguas atrapadas.

Aun en las temporadas más cálidas, casi siempre queda algo de agua en el lago, que normalmente se recoge en una serie de lagos subterráneos más pequeños.

Lo normal es que haya inundaciones de 1,5 m (5 pies) cada tres años; de 4 m (13 pies), cada década y una inundación completa o casi, cuatro veces cada 100 años.

El agua del lago se evapora rápidamente, de manera que las inundaciones menores y medias se secan hacia el final del verano siguiente.

[3]​ La altitud −15 m (−49 pies) que se suele atribuir a Kati Thanda-Lake Eyre se refiere a las partes más profundas del fondo del lago, en la bahía Belt y el golfo Madigan.

[6]​ Las costras de sal son más gruesas -hasta 50 cm (19,7 plg)-en las subcuencas del sur de Belt Bay, Jackboot Bay y Madigan Gulf del lago Eyre Norte.

El propósito era, en parte, aumentar la evaporación y, por tanto, incrementar las precipitaciones en la región a favor del viento de un lago Eyre ampliado.

Cuando está a más de 4 m (13 pies) de profundidad, el lago no es más salado que el mar, pero la salinidad aumenta a medida que el agua se evapora, produciéndose la saturación a una profundidad aproximada de 500 mm (20 plg).

Las lluvias locales también pueden llenar el Kati Thanda-Lake Eyre hasta 3-4 m (9,8-13,1 pies), como ocurrió en 1984 y 1989.

A la primera inundación le seguiría de cerca otra oleada, tras las lluvias producidas por la Ciclón Trevor.

[20]​ El fitoplancton del lago incluye Nodularia spumigena y varias especies de Dunaliella.

[3]​ Aves como el pelícano y la cigüeñuela pechiroja son atraídas por el lago lleno desde las regiones costeras del sur de Australia y desde lugares tan lejanos como Papúa Nueva Guinea.