オタドマリ沼は、利尻島南部、沼浦の海岸線近くに位置している。この沼は、利尻山噴火の際、爆裂火口に水が溜まった溜水湖という解釈と^[1] 、土地の変動でできた海跡湖という解釈がある。（ここでは、海跡湖とする。）

「オタドマリ」とは、アイヌ語で「砂のある入江」の意味で、このあたり一帯をそう呼んでいる。

オタドマリ沼は、湖面標高2.3 m、最大水深3.5 m、湖面積0.09 km²、集水域面積1.41 km²の浅い小さな淡水湖である。

流入河川や流出河川は見られないが、利尻山の地下水が湖水を維持しているものと考えられる。

集水域の土地利用は、ほとんどが山林や湿地帯などの自然地である。沼の周辺の湿原には、アカエゾマツの群落がみられるほか、モウセンゴケやツルコケモモなど多数見られ、原生花園となっている。

オタドマリ沼の水質的特徴は、pHが5以下と低く酸性であることである。そのため、アルカリ度はほとんどない。また、湖水は濃い赤から褐色を呈しており、周囲の環境やCOD濃度が高いことから、腐植物質の影響を強く受けている湖沼であると言える。

pHが低いことから、植物プランクトンが増殖しにくいと考えられるが、1983年7月27日には、Chl-a濃度として、150 µg/Lの高い値を示し、植物プランクトンの大増殖が確認された。この時の優占種は、Asterionella formosa（ホシガタケイソウ）であった。また、この時はTNやTPの濃度も非常に高かった。一方で、長期的に見ると1983年の状況は例外的で、オタドマリ沼ではChl-a濃度は10 µg/L未満のことが多く、2023年5月の調査では1.9 µg/Lだった。

TNおよびTP濃度は富栄養湖レベルの沼であると言える。