Esrum Sø er Danmarks næststørste sø, men samtidig Danmarks mest vandholdige sø. Søen blev dannet under og efter sidste istid, hvor en stor isblok blev liggende, da isen trak sig tilbage.

Søens vandkvalitet er god, hvilket hovedsageligt skyldes oplandet med Gribskov. Søen rummer en stor variation af fisk, og mange dyr og fugle lever tæt knyttet til søen.

Søen har afløb mod nord via Esrum Å, som udmunder i Kattegat ved Dronningmølle.

Både søen og en stor del af åen er Natura2000-område. Flere sjældne arter findes i og langs Esrum Å. Bl.a. ses ofte både isfugl og vandstær, og i åen yngler bæklampret.

Den første del af Esrum Å blev i 1600-tallet reguleret med henblik på bedre at kunne udnytte og regulere vandets passage gennem møllen på Esrum Møllegård.

I gennem tiden har det rene vand i Esrum Sø været eftertragtet. Både som fiskevand for munkene på Esrum Kloster og senere for Kongehusets fiskemestre.

Vandet er også blevet brugt til engvanding og sågar til vaskerier langs søens bredder.

I dag er fiskeri i søen og i åen stadig eftertragtet, og på Esrum Møllegård findes der et ørredklækkeri, hvor Esrum Ålaug hvert år producerer ørredyngel til udsætning i Nordsjællandske vandløbssystemer med udløb i Kattegat og Øresund. Ørredynglen produceres efter strygning af moderfisk fanget i Esrum Å.