Der Flughafensee liegt im Norden Berlins im Bezirk Reinickendorf. Der Flughafensee ist ein in den 1950er Jahren durch Kiesabbau entstandenes, künstliches Gewässer (Baggersee), das ursprünglich zur Rekultivierung vorgesehen war. Nach Ende der Abbautätigkeit entwickelte sich eine nicht vorgesehene, intensive Badenutzung. Ein Badeverbot war im damaligen Berlin (West) nicht umzusetzen. Aufgrund seiner günstigen Lage im Stadtgebiet, der guten Erreichbarkeit und der besonderen Voraussetzungen für einen Badesee (Sandstrände) erfreute sich der Flughafensee immer schon hoher Beliebtheit bei Badenden. In den 1980er Jahren wurden dann in einem Landschaftsplan Badebereiche ausgewiesen.
Mit einer Maximaltiefe von 34,3 m ist der Flughafensee das tiefste Gewässer in Berlin. Er ist etwa 30 ha groß und hat ein Wasservolumen von 3,61 Mio. m³.
Der Flughafensee befindet sich in der Wasserschutzgebietszone (Zone III B) des nahegelegenen Wasserwerks Tegel. Der Wasserstand im See wird vor allem durch den Niederschlag und den Grundwasserpegel beeinflusst. Regenabflüsse erreichen den Flughafensee überwiegend über den Hauptzufluss Schwarzer-Graben-Kanal, der das Regenwasser weiter Flächen (ca. 700 ha) im Süden von Reinickendorf aufnimmt. Bevor der Schwarze-Graben-Kanal den Flughafensee erreicht, passiert er ein Absetzbecken, in dem partikuläre Stoffe sedimentieren sollen. Zudem entwässern Teilflächen des Flugplatzes Tegel in den See (Einleitung), die jedoch mengenmäßig hinter dem Schwarzen-Graben-Kanal zurückstehen.
Der Flughafensee gliedert sich aufgrund seiner Tiefenverhältnisse in ein volumenstarkes Hauptbecken und ein Vorbecken, in dem je nach Wasserstand eine Maximaltiefe von etwas mehr als 14,5 m erreicht wird. Beide Teilbecken trennt eine sogenannte Algensperre, die den Eintrag von unerwünschten Stoffen (v.a. Nährstoffen) ins Hauptbecken begrenzen soll. Im Vorbecken sollen vorzugsweise Nährstoffe bereits in Biomasse (Algen) umgesetzt werden, um das Hauptbecken vor nährstoffreichen Einträgen zu schützen. Die seit 1986 installierte Tiefenwasserbelüftung unterstützt den biologischen Abbau im Vorbecken des Sees und hilft Sauerstoffschwund zu vermeiden.
Angrenzend an den Flughafen Tegel und im Nahbereich zum südwestlichen Ende des Badebereiches befindet sich ein Vogelschutzreservat, das vom Naturschutzbund e.V. betreut wird. Der Flughafensee und das Reservat liegen in dem Landschaftsschutzgebiet Jungfernheide.