Горьковское водохранилище образовано в результате перекрытия р. Волги в районе г. Городец подпорными сооружениями Горьковского гидроузла. Водохранилище имеет длину 440 км, его подпор распространился вверх по реке до Рыбинского гидроузла. Таким образом, Иваньковский, Угличский, Рыбинский и Горьковский гидроузлы образовали верхнюю (северную) часть Волжского каскада водохранилища. Максимальная ширина водохранилища 14 км, максимальная длина – 22 км.

Наиболее неблагоприятными для судоходства следует считать ветер северного направления. При скорости ветра 15 и 20 м/с в озерной части водохранилища образуются ветровые волны высотой 1,6 и 2,1 м. Однако их повторяемость весьма мала – такие периоды составляют не более 1 % продолжительности навигации. Несмотря на это, в озерной части водохранилища имеются убежища для отстоя судов во время шторма.

Ледостав на водохранилище проходит с 7 ноября по 6 декабря, а очищение ото льда с 18 апреля по 7 мая. Средняя толщина льда составляет около 65 см.

По путевым условиям на Горьковском водохранилище можно выделить четыре характерных участка.

На протяжении 55 км ниже Рыбинской ГЭС – речные условия плавания. Относительно узкий судовой ход пролегает в русле р. Волги, его ширина около 500 м. Глубина по оси судового хода изменяется от 4 до 6 м. На этом участке имеется 16 перекатов. Однако из – за небольшого подпора и в результате выполненных ранее дноуглубительных работ перекаты не имеют явно выраженных гребней и побочней. Название «перекат» в данном случае является лишь уточнением района плавания.

Следующий участок длиной около 270 км немногим отличается от рассмотренного. Здесь отсутствуют перекаты. Водохранилище и судовой ход расположены в основном русле реки. Ширина русла увеличивается с 750 до 1500 м , появляются острова. Глубины по оси судового хода по мере увеличения подпора возрастают с 4,5 до 12 м.

Относительно короткий участок длиной около 25 км соединяет речную часть водохранилища с озерной. Здесь в районе устьев рек Желваты и Елнати появляются острова, затоплена пойма.

Озерная часть водохранилища длиной 80 км принципиально отличается от трех верхних участков. В озерной части имеется несколько судовых ходов, они пролегают над поймой и затопленным руслом реки. Это обуславливает значительные перепады глубин с 5 до 20 м. В этой части водохранилища условия плавания приближаются к озерным.

Речная часть Горьковского водохранилища, начинающаяся в нижнем бьефе Рыбинского гидроузла, характеризуется сложной судоходной обстановкой, особенно на отрезке пути Рыбинский шлюз – порт Ярославль.

Наиболее сложен для судовождения перекат Петровский. Он сформировался в устье р. Шексны и на правой кромке судового хода по р. Волге, имеет мощную каменистую высыпку, к которой направлено свальное течение.

Ниже судового хода № 61 расположен плесовый участок протяженностью 6 км. На нем справа и слева имеются причалы Рыбинского порта, оборудованы многочисленные рейды, здесь построен Рыбинский автодорожный мост. От нижней границы рейдов Рыбинского порта начинается серия сложных перекатов с каменистым ложем. Учитывая сложность этого района для судовождения (малые габаритные размеры судового хода, большую интенсивность движения судов, в том числе и поперек судового хода), особенности движения и маневрирования на судовых путях Московского бассейна вводят здесь ограничение скорости судов.