Der Diemelsee liegt zum Teil im Rothaargebirge, doch größtenteils im benachbarten Naturpark Dielmelsee im hessischen Landkreis Waldeck-Frankenberg. Der kleinere Teil des Sees und die Staumauer liegen noch im Hochsauerlandkreis und gehören zur Stadt Marsberg. Der Diemelsee wird von Diemel und Itter gespeist (die Diemel entspringt am Kahle Pön). Er dient zur Wasserstandsregelung der Weser und des Mittellandkanals, sowie dem Hochwasserschutz, der Wasserkrafterzeugung und der Erholung. Sein Stauraum bei normalem Vollstau beträgt etwa 19,9 Mio. m³ Wasser.
