Der Teufelssee hat seinen Ursprung in der Eiszeit und umfasst eine Fläche von 2,4 Hektar. Er liegt eingebettet in den Berliner Grunewald, einem ausgedehnten Waldgebiet im Westen der Stadt. Der See ist Teil des Naturschutzgebietes “Teufelsfenn” am nördlichen Ufer. Im Nordosten befindet sich der Teufelsberg, der aus Schutt und Trümmern des Zweiten Weltkrieges aufgeschüttet wurde. Hier steht die Ruine der US-amerikanischen Abhörstation.

Auch wenn der Teufelssee Teil eines Naturschutzgebietes ist, ist das Baden an einigen Stellen erlaubt. Am Südufer des Teufelssees befindet sich eine Badestelle mit einer Liegewiese, die vom einem Teil der Besucher gern als FKK-Strand genutzt wird. Dieser Abschnitt wird von einer DLRG Wasserrettungsstation überwacht. Wer hier Baden möchte, sollte sich sein eigenes Picknick mitbringen, denn Infrastruktur gibt es rund um den See nicht. Hunde dürfen nicht im Teufelssee baden.

Der Teufelssee ist aus einem Toteisbrocken entstanden und hat keinen Abfluss. Er ist Teil der Teufelssee–Pechsee–Barssee-Rinne, einer Schmelzwasserrinne aus der Eiszeit. Im See lebt die seltene Fischart Bitterling. da der Teufelssee seit Jahren zu wenig Wasser führt, wird immer wieder Grundwasser zugeführt.