長白山天池位於長白山主峰火山錐的頂部，呈橢圓形，是火山噴發後在雨水、雪水和地下泉水的作用下形成的火山口湖。這裡四季風光迷人，是來長白山的必遊之地。登上山頂可見群峰疊嶂、氣勢恢宏，十六座山峰簇擁著一潭平靜的湖水，在藍天晴空的映照下，湖水深邃幽藍，格外迷人。
冬季來山頂可見遍地銀裝，春秋季時池邊的草甸上山花遍地、五彩繽紛，夏季時則翠綠滿山。其中盛夏是觀天池的最佳時節，因雲霧相對較少，一睹天池真容的機會較大。長白山頂天氣多變，常被雲霧遮掩，要看到天池需要運氣。傳說第一次來就能看到天池的人，會被祝福與愛人白頭偕老。
目前長白山的北坡、西坡、南坡三個景區都可以到達天池，團隊遊客常去的是北坡和西坡，這兩個區域景點較多，南坡景點較少且保存了更完好的原始風貌。因角度不同，三處看到的天池景致也各不相同。不少遊客認為在同等天氣情況下，南坡看到的天池最壯美，因為這裡的視野最開闊，可看到最大角度的天池。雖然北坡山頂岩石較多，視野狹窄，但這裡看天池的角度更為豐富。
長白山天池是我國最深的湖泊，這裡常有遊客目擊湖怪的報道，但至今仍未被證實其存在，卻給天池增加了濃郁的神秘感。天池同時還是中國和朝鮮的界湖，站在湖邊可眺望朝鮮境內的另一半山巔。西坡山頂則有中朝兩國的界碑，可以拍照留念。
長白山天池還是松花江的源頭。天池北面有一個小缺口，湖水由此溢出，流經千米後一瀉而下，形成了轟鳴如雷、落差達68米的的長白瀑布，最終匯入二道白河，即松花江正源。