Der See ist etwas mehr als vier Kilometer lang und durchschnittlich 150 bis 200 m breit. Der mittlere Seespiegel liegt auf 750 m ü. M.; der tiefste Punkt des Seebodens im nördlichen Abschnitt des Sees erreicht 724 m ü. M., was einer maximalen Tiefe von 26 m entspricht.

Der See ist ein natürlicher Stausee des Doubs, der sich im flachen, teils sumpfigen Talboden unterhalb Villers-le-Lac allmählich zu einem stehenden breiten Gewässer mit vielen kleinen Windungen verwandelt. Von rechts mündet die Rançonnière, die das Hochtal von Le Locle entwässert, in einen Seitenarm des Sees. Die anfangs flachen Ufer wandeln sich, je weiter talabwärts man kommt, in Steilufer um. Der nur 200 m breite See ist hier schluchtartig in die Höhen des Juras eingetieft und weist mehrere grosse Windungen auf. Eine Besonderheit bilden die Kalkfelsen, die mit Höhen von 20 bis 80 m teilweise senkrecht in den See abfallen. Vom unteren Ende (Nordostende) des Sees bis zum Wasserfall Saut du Doubs sind es etwa 400 m. Hier schließt der Stausee Lac de Moron fast unmittelbar an.

Seeanteil haben das namengebende Les Brenets im Schweizer Kanton Neuenburg, das an einem Abhang rund 100 m über dem See liegt, und Villers-le-Lac im französischen Département Doubs.