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북쪽으로 캐나다의 온타리오 주, 남쪽으로 미국의 뉴욕 주와 경계를 이룬다. 대략 타원형인 이 호수의 장축은 311㎞로 동서방향으로 놓여 있으며, 최대 너비는 85㎞이다. 이 호수로 유입되는 주요강은 나이아가라 강이며, 그밖에 제너시·오스위고·블랙 강이 남쪽에서 흘러들어오고 북쪽에서 트렌트 강이 흘러든다. 너비가 48㎞인 호수의 동단에는 5개의 섬이 늘어서 있으며, 이곳에 면한 킹스턴(온타리오) 부근에서 호수의 물이 세인트로렌스 강으로 흘러나간다.

온타리오 호의 평균수면 높이는 해발 75m이고 평균깊이는 86m, 가장 깊은 지점이 244m이다. 하루 13㎞씩 흐르는 표면해류는 대체로 동류하며 남쪽 기슭에서 가장 강하게 굽이친다. 해운용으로 건설된 웰런드 운하와 천연의 나이아가라 강이 온타리오 호와 이리 호를 연결해준다. 온타리오 호는 뉴욕 주 오스위고에서 뉴욕 주 바지 운하와 연결되며, 온타리오 주 트렌턴에서 트렌트 운하를 통해 조지아 만과 연결된다. 온타리오에서 북동쪽으로 나 있는 리도 운하는 킹스턴과 오타와를 연결해준다.

온타리오 호 북쪽에 있는 육지는 집중영농지역인 광활한 평야지대까지 뻗어 있다. 레이크 산맥으로도 불리는 나이아가라 벼랑은 나이아가라 강에서 뉴욕 주 소더스에 이르기까지 남쪽 호안을 따라 동쪽으로(내륙 쪽으로 4.8~12.8㎞) 뻗어 있다. 공업은 온타리오 주의 토론토와 해밀턴, 뉴욕 주의 로체스터 등과 같은 항구도시에 집중되어 있다. 그밖에 주요항구로는 뉴욕 주의 킹스턴과 오스위고가 있다. 호수는 육지에 인접한 곳에서만 어는데 이 지역의 항구들은 12월 중순부터 4월 중순까지 얼어붙는다.

온타리오 호는 프랑스의 정찰대원 에티엔 브륄레와 사뮈엘 드 샹플랭이 1615년에 탐험했으며, 처음에는 영국과 동맹을 맺은 이로쿼이 인디언들이 이 지역을 차지하고 있었다. 그러나 17세기말에서 18세기초까지의 일시적인 평화기에 프랑스인들은 프론테나크 요새를 포함해 여러 개의 요새를 쌓을 수 있었는데, 그 자리에 지금의 킹스턴이 건설되었다. 그후 프랑스와 인디언 사이에 벌어진 여러 차례의 전쟁 결과 영국이 이 지역을 장악하게 되었으며, 미국이 독립하면서 정착업·교역업·해운업의 발달이 가속화되었다.→ 오대호