Каракольские озёра обладают ледниково-тектоническим происхождением. Котловины их располагаются на ступенях гигантской каровой лестницы. Самое нижнее из озёр находится 1800 м над уровнем моря, самое верхнее — почти 2100 м. С увеличением высоты размер озёр и температура воды в них становятся всё меньше. Длина самого большого из озёр составляет 440 м, и ширина 350 м, а площадь — приблизительно 12 га. Озёра находятся на расстояниях 300—800 метров друг от друга и соединяются вместе ручьями. Система Каракольских озёр включает в себя широкий спектр природно-климатических зон, что обусловлено значительным перепадом высот. Нижние озёра окружены горной кедровой тайгой, выше леса уступают место альпийским лугам, а для окрестностей небольших верхних озёр типичны флора и фауна высокогорной тундры. Вода в озёрах холодная и чистая, водные растения в них практически отсутствуют, так же как и рыба.
Химический состав воды во всех озёрах различается. Вода озера № 2 содержит повышенную концентрацию серебра, вода озера № 5 — железа.
С 1996 года комплекс Каракольских озёр имеет статус Памятника Природы Горного Алтая с заповедно-рекреационным режимом посещения. К озёрам организуются экскурсии с туристических комплексов Чемальского района, многие маршруты конных туров по отрогам хребта Иолго не обходятся без посещения этого озерного комплекса.
На берегу озера № 5 расположена туристическая столовая ООО «Олимп».