Về mặt địa chất, hồ Baikal nằm ở nơi giao nhau của các mảng kiến tạo. Khoảng 25 triệu năm trước, mảng Ấn Độ và mảng Á-Âu va chạm với nhau, gây ra một trận động đất mạnh, kiến tạo nơi hồ Baikal tọa lạc sụp đổ và tạo thành một vùng lõm, sau đó nhiều con sông chảy vào đó và cuối cùng trở thành hồ.

Hồ Baikal nằm ở nơi giao nhau của các mảng kiến tạo.

Hồ Baikal có 336 con sông chảy vào, với diện tích thoát nước là 560.000km², trong đó sông Selenga cung cấp hơn một nửa lượng nước của hồ. Hồ Baikal có dung tích chứa nước là 23,6 nghìn tỷ mét khối (số liệu năm 2015), gần tương đương với tổng lượng nước của 5 hồ lớn ở Bắc Mỹ và vượt quá lượng nước của toàn bộ biển Baltic, trữ lượng nước sạch tuyệt đối chiếm 1/5 trữ lượng nước ngọt của thế giới và gấp 8 lần trữ lượng nước ngọt của Trung Quốc. 

Nói chung, độ sâu của các hồ trên đất liền thường không vượt quá 1.000 mét, bởi vì ngoài các dòng sông chảy vào, các hồ nói chung còn có các dòng sông chảy ra, nước tràn sẽ hình thành thiên tai lũ lụt, sông chảy ra thường sẽ hình thành sau trận lụt. 

Ngoài ra, các dòng sông chảy vào hồ sẽ mang theo một tỷ lệ phù sa nhất định, phù sa sẽ lắng xuống đáy hồ, theo thời gian, đáy hồ sẽ dần được nâng lên, hồ nước sâu ban đầu sẽ trở thành rất nông và thậm chí được lấp đầy.

Hồ Baikal có 336 con sông chảy vào.

Tuy nhiên, hồ Baikal là một ngoại lệ, độ sâu của hồ Baikal lên tới 1637 mét. Làm sao lại như vậy?

Hóa ra 336 con sông chảy vào hồ Baikal tương đối trong, đặc biệt là con sông lớn nhất, sông Selenga, rất ít phù sa, hơn nữa địa hình ổn định, sông có nhiều thực vật thủy sinh, có thể lọc bỏ bùn ở mức độ lớn nhất, cát nên dù trải qua hơn 20 triệu năm nhưng phần sâu nhất của hồ Baikal vẫn duy trì ở mức trên 1.600m.

Theo phân tích của các nhà địa chất, độ sâu và chiều rộng của hồ Baikal có thể tăng thêm, thậm chí có thể trở thành một đại dương. Điều này là do giống như Thung lũng tách giãn Đông Phi, Thung lũng tách giãn hồ Baikal thuộc một trong những khu vực rạn nứt căng thẳng nổi tiếng trên thế giới về cấu trúc địa chất khu vực và là thung lũng tách giãn lục địa đang hoạt động lớn nhất ở lục địa Á-Âu. Do sự tách mảng và động đất thường xuyên, hồ Baikal thực sự đang mở rộng và sâu hơn hàng năm. 

Đa dạng sinh học của vùng hồ Baikal rất phong phú, có khoảng 1080 loài thực vật và 2565 loài động vật trong vùng hồ. Không chỉ vậy, còn có một số lượng lớn các loài động vật biển như bọt biển, hải cẩu và cá mập sinh sống ở hồ Baikal.

Có khoảng 1080 loài thực vật và 2565 loài động vật trong vùng hồ.

Tuy nhiên, hồ Baikal là một hồ nước ngọt và cách đại dương hơn 2.000km, làm sao có thể có nhiều sinh vật biển trong đó như vậy?

Trước những năm 1990, các nhà khoa học đã giải thích điều này. Giống như dãy Himalaya đã từng là một đại dương bao la, lý do tại sao có sinh vật biển ở hồ Baikal là vì nó từng là biển. Và trong thời kỳ kỷ Jura của kỷ nguyên Mesozoi, thực sự có một vùng biển xuyên Baikal rộng lớn ở phía đông của hồ Baikal. Nhưng sau vài năm, sự chuyển động của vỏ trái đất đã khiến biển Baikal "từ biển thành hồ". Đồng thời, hồ Baikal đang dần biến thành một hồ nước ngọt do sự xói mòn và pha loãng liên tục của dòng sông được bơm vào và nước mưa tự nhiên. 

Tuy nhiên, vào đầu những năm 1990, các nhà khoa học không tìm thấy bất kỳ vật liệu nào liên quan đến Đại Trung sinh trong các mẫu lõi lấy từ quá trình khoan hồ Baikal. Điều này có nghĩa là những giải thích trước đây của các nhà khoa học đã sai, hồ Baikal chưa từng trải qua thời kỳ đại dương mà luôn là một hồ nước ngọt nội địa.

Đối với nhiều sinh vật biển ở hồ Baikal, các nhà sinh vật học giải thích điều này: bọt biển ở hồ Baikal thực ra không phải là sinh vật biển, bởi vì có rất nhiều loại bọt biển trên thế giới, và một số loài bọt biển không sống ở đại dương mà sống ở nước ngọt.

Hải cẩu Baikal.

Những con "cá mập" mà người dân nhìn thấy ở hồ Baikal chỉ là những con cá mập có hình dáng rất giống cá mập. 

Đối với những con hải cẩu ở hồ Baikal, chúng thực sự là động vật biển. Cách đây rất lâu, một nhóm hải cẩu đã bơi vào sông Yenisei từ Bắc Băng Dương, sau đó đi về phía nam dọc theo sông Angara, một phụ lưu, và tiến vào hồ Baikal một cách hung hãn.

Sau đó, khi Kỷ băng hà kết thúc, Yenisei trở nên hẹp hơn và nông hơn, khiến hải cẩu không thể quay trở lại đại dương. Chúng đã phải dần thích nghi với môi trường nước ngọt ở hồ Baikal và phát triển mạnh tại đây.