ニセコ山系チセヌプリの麓にあり、湯本温泉の源泉となっている周囲約２００ｍの沼です。

沼底の噴気孔から毎分約1,000リットルの温泉が湧出しており、湯面には学術的にも貴重な「黄色球状硫黄」が浮遊しています。

泉質は硫黄泉で表面温度は約40℃、最も高温の箇所は約１３０℃だそうです。

その昔は間歇泉で、定期的に数メートルの噴出があったそうですが、鉱山業者が硫黄を大量に汲み上げたことにより湯沼の構造が崩れて間歇泉が失われたと言われています。

沼の周囲には、遊歩道・湯さわり階段・足湯があるほか、「大湯沼自然展示館」（有料）もあり、北海道最大級といわれる大型ジオラマやマルチシアターが体験できますよ。