Большое Топольное озеро расположено на северо-западе Алтайского края, недалеко от границы с Новосибирской областью и Республикой Казахстан в Бурлинском районе. Абсолютная отметка уровня озера составляет 99 м. Площадь водного зеркала насчитывает 76,6 км2, длина 13,4 км, ширина 8,2 км, средняя глубина 2 м, наибольшая — 2,5 м. Максимальная площадь водного зеркала при высоком стоянии уровня озера — 113 кв. км. В отдельные годы озеро способно пересыхать полностью и в такое время эта территория представляет собой мокрый луг. Площадь водосборного бассейна 10700 кв. км, 56% распахано, 4% залесено, 1% заболочено.
Котловина озера расположена в долине р. Бурла. Берега котловины крутые и в основном имеют относительное превышение 4—5 м. Восточные берега — 7—8 м. Дно озера песчаное.
В озеро впадает р. Бурла. Кроме того, во влажные годы из озера может осуществлятся сток через через сухой участок р. Бурлы, соединяющий его с озером Большой Ажбулат.
