Le Grand lac Saint-François, qui a la même origine que celui de la rivière, évoque la mémoire de François de Lauzon seigneur de La Citière dont les terrains étaient limités par la rivière.

Le GLSF est le troisième lac en importance au sud du fleuve Saint-Laurent pour sa superficie, après les lacs Memphrémagog et Témiscouata.

D'une forme allongée, le GLSF couvre une superficie de près de 51 km².  Le lac, orienté selon un azimut général de 340°, s’étire sur plus de 25 km. Sa largeur varie généralement entre 1,5 et 2,5 km et sa largeur maximale de 3,2 km se trouve dans la partie nord où le lac forme une longue baie s'étirant vers le sud-ouest jusqu'au barrage Jules-Allard. Le périmètre du lac est de près de 117 km.  La profondeur moyenne du lac est de près de 16 m alors que la profondeur maximale est de 40 m.

Le niveau du lac se trouve à une altitude d’environ 289 m pendant la période estivale.  Le niveau du lac peut descendre de 5 m à 7 m durant la période de vidange du lac soit entre la mi-décembre et la fin mars. Le niveau du lac est contrôlé par le barrage Jules-Allard qui est situé à l’embouchure du lac. De là, débute la rivière Saint-François qui se jette dans le lac Aylmer, poursuit sa course vers le lac Louise et, après avoir traversé Sherbrooke et Drummondville, se jette dans le fleuve Saint-Laurent, à la hauteur du lac Saint-Pierre.