Находится на Заонежском полуострове. Через губу Святуху связано стоком с Повенецким заливом Онежского озера. Площадь водной поверхности - 20,6 кв. км. Наибольшая длина - 31 км, наибольшая ширина - 2,2 км. Средняя глубина - 6,9 м, наибольшая - 15 м. На глубины 0 - 4 м приходится 43% площади озера, на глубины 4 - 10 м - около 47%, свыше 10 м – 10%. Имеется 6 островов общей площадью 1 кв. км.
Космозеро очень длинный, узкий водоем. При длине 20 км озеро имеет ширину 200 - 500 метров. Происхождение озера – ледниковое. От южной части озера отходит к югу довольно значительный залив, окрестности озера холмистые, преобладают отлогие берега, разной высоты. В озеро впадает несколько незначительных ручьев, пересыхающих летом. Сток в губу Святуху Онежского озера выражен слабо.
Дно неровное. По всему озеру проходит вытянутая глубокая борозда, совпадающая в общем направлении с главной осью озера.
Ихтиофауна представлена ряпушкой (мало), сигом (единично), корюшкой, щукой, плотвой, окунем, ершом, налимом, подкаменщиком.