位于平顶山市西南,距市中心9千米,地处淮河流域沙河干流上(见图)。因水库主坝和副坝相接处的白龟山而得名。控制流域面积2740平方千米,水库上游建有昭平台水库,2座水库的区间流域面积1380平方千米。是以防洪为主,兼具工农业及生活供水功能的水利枢纽。水库建于1958年,1966年正式竣工,1976~1977年、1998年~2006年进行除险加固。
属半丘陵半平原的大型水库,防洪标准按百年一遇设计,2000年一遇校核。总库容9.22亿立方米,设计水位106.19米,校核水位109.56米。水库主要建筑由主坝、副坝、泄洪闸等组成。①主坝。为均质土坝,坝长1470米、坝高22.6米。②副坝。坝长16 200米。③泄洪闸。位于主坝与副坝之间的白龟山上。为深水潜没式闸孔,闸底高程92米。装有7扇宽为11米、高为10米的弧形钢制闸门,最大泄量6400立方米/秒。装有1台装机总容量220千瓦的备用发电机组,可用作闸门检修时的短期挡水。水库设计灌溉面积333.3平方千米,平均每年向平顶山市供水约6870万立方米。
库区碧波浩渺,风景优美,渔业资源丰富,有太湖新银鱼、大银鱼、鲤鱼、鲫鱼、麦穗鱼、棒花鱼、马口鱼、赤眼鳟、草鱼、鳊鱼、餐鱼等5目12科27种鱼类。水库北岸建有河南平顶山白龟湖国家城市湿地公园,湿地面积4.97平方千米,园区有维管束植物420种,陆生野生脊椎动物239种,2018年被列为国家湿地公园。