Главным гидрологическим объектом Витимского заповедника является озеро Орон. С юга и востока озеро окаймляют массивы Олекмо-Витимского нагорья, с запада и севера - склоны Делюн-Уранского хребта. В плане озеро имеет форму слабо изогнутого рукава, расширенного на юго-востоке; между устьями рек Сыгыкты и Култушной (см. уменьшенную копию батиметрической карты, составленной Б.А. Богоявленским).

Озерная котловина лежит в следующих координатах: устье Оронской протоки (северная часть) - 57°12‘45“ с.ш., и 116°27‘00“ в.д.; устье р. Култушной (южная оконечность) - 57°03‘30“ с.ш. и 116°36‘00“ в.д.; устье р. Сыгыкты (северо-восточный залив) - 57°03‘30“ с.ш. и 116°39‘00“ в.д. в узкой озерной ванне, заложенной в тектоническом уступе, переуглубленном деятельностью ледников, спускавшихся по долинам рек Сыгыкты и Култушной.

Батиметрическая карта, натурные наблюдения и стереоскопический просмотр аэрофотоснимков (м-б 1:70 000, пленка Панхром 9) говорят о том, что котловина озера по форме в плане, характеру берегов и поперечным профилям является типичным трогом с U-образным поперечным профилем, с явными следами деятельности ледников, сохранившихся по берегам озера. За участие долинного оледенения в создании озерной ванны говорит и ее наибольшая глубина (184 м), находящаяся в южной части озера в 3,9 км от юго-восточного скалистого побережья между устьями рек Сыгыкты и Култушной. Ледники также наложили свой отпечаток на борта озерной ванны, создав крутые обрывистые склоны с каскадами водопадов и пластовых выходов вод с гор, окружающих озеро.

Меньшая ширина озера находится в створе мысов Каменного и Зимней Ловли. Самой широкой является юго-восточная его оконечность, где с двух противоположных сторон лежат устья рек Сыгыкты и Култушной.

По генетической классификации озер М.А. Первухина, Орон относится к ледниковому эрозионному типу, возникшему на кристаллических массивах в результате деятельности древних ледников, спустившихся по долинам с хребтов.

По морфологическим признакам котловина озера состоит из двух частей; глубоководной юго-восточной и мелководной северо-западной, границей которых является ригель, расположенный в створе мыса Каменного на рубеже изобаты 10 м. По площади мелководный участок занимает пятую часть от площади всего озера.

Ригель является ступенью, от которой на северо-запад глубины резко падают.

Мелководный участок озера (глубина 2 м) изобилует островами, протоками и курьями. По его дну проходят две борозды, созданные ледниковыми водами. Главная из них - Каменная борозда проходит вдоль северо-восточного берега, начинаясь в районе 10 метровой изобаты у мыса Каменного. Она является судоходной для мелкосидящих плавсредств. Вторая - Нестеровская борозда начинается у мыса Ягельного и проходит вдоль западного берега. В период межени, когда воды Орона и Витима имеют наименьший расход, мелководье обнажается, а борозды выполняют роль проток, по которым воды Орона вливаются в Витим. Западный берег мелководного участка озера, между широтами мыса Зимней Ловли и бывшего поселка Орон, сливается с правым бортом долины Витима, сложенной моренными отложениями. В пределах указанной поверхности, от берега Орона в сторону Витима, тянутся курьи, староречья и заболоченные древние русла.

Берега Орона на большем протяжении обрывистые, сложенные коренными горными породами. Так, весь юго-западный берег, на участке от мыса Ягельного до мыса Култушного, является выпуклым по форме с крутыми обрывистыми берегами, сложенными кристаллическими породами, прорванные шестью висячими долинами с постоянными водотоками и каскадами водопадов.

Восточный берег озера, на всем его протяжении, несет следы ледниковой деятельности. Так, в районе поселка Орон, на север и юг от ключа Лабазного, берег является экзарационным уступом площадью 2,8 км2. Он использовался нами для прокладки базиса геометрической сети. Поверхность уступа, левый борт долины ключа Лабазного и западные склоны возвышенности поросли низкобонитетной лиственницей, кедровым стлаником, березками, в том числе мхами и лишайниками.

В 3-х километрах к югу от уступа расположен мыс Каменный, выдвинутый в озеро на полтора километра. Он является типичным бараньим лбом, сложенным светло-серыми гранитами. Напорная сторона ледникового образования пологая, отшлифованная со следами штриховки.

На юго-восток от Каменного мыса склоны гор круто падают к озеру. Водоразделы правого берега удалены от озера на 9 км, имеют относительные превышения над урезом озера от 900 до 1200 м. Склоны возвышенностей сложены коренными кристаллическими породами, в основном гранитами и гнейсами (Павловский, 1933). Склоны местами переувлажнены, поросли лиственницей, кедровым стлаником, мхами и лишайниками. По всему северо-восточному и северному склонам и побережью озера наблюдаются отслаивающиеся пласты и блоки коренных пород. Разрушающиеся под действием морозного выветривания и других природных процессов, породы сползают по увлажненным пластам, накапливаются внизу, образуя прибрежные каменистые россыпи.

Побережье, замыкающее юго-восточный отрезок берега в пределах устьев рек Сыгыкты и Култушной, представлено высокими горами (относительные превышения над урезом озера 1000-1200 м) со скалистыми склонами.

С возвышенностей правого борта озера впадают три ключа и р. Половинка.

Озеро Орон питается водами реками Култушной, Сыгыкты, Каменной, девяти ключей, а также грунтовыми водами и атмосферными осадками. Названия ключей и мысов даны условно для удобства описания и привязки полевых наблюдений к батиметрической карте.

В озере Орон наблюдается медленное течение в сторону Витима, благодаря постоянному поступлению водных масс из рек Сыгыкты, Култушной и ключей. Обратное течение происходит в период паводка на Витиме.

В период половодий, обусловленных проливными дождями, повышается сток вод в озеро. Ключи с малыми расходами превращаются в мощные бурные потоки, с пеной и шумом низвергаются в озеро. Реки Сыгыкта и Култушная вздуваются, затопляя острова и пойму. Скоротечные подъемы уровней происходят также весной при вскрытии Витима, когда лед на реке сгоняется. При летних паводках, обусловленных таянием снежников и ледников Кодара, реки Сыгыкта и Култушная выносят коряги и поваленные деревья, разрушая заломы и сносят все это в озеро.

Вода оз. Орон слабо минерализована и отличается исключительной мягкостью. Жесткость ее лежит в пределах 0,37-0,75 нем. градусов. Отмеченное свойство воды оз. Орон является результатом незначительного содержания Са и Мg, которые не накапливаются в озере в связи с его проточностью.

Материалам А.А. Томилова и Е.Л. Шульги, а также наблюдения и полученные данные автора показывают, что глубоководная часть отличается от его мелководного участка по составу и биомассе планктона. Биомасса последнего возрастает от ригеля, лежащего в створе мысов Каменного и Ягельного по направлению к устьям Сыгыкты и Култушной.

Видовой состав организмов, населяющих толщу вод озера, довольно беден.

Так же бедна в видовом отношении и каменная борозда, проходящая под восточным берегом через мелководный участок к реке Витиму.

Находка в Ороне представителя байкальской фауны - многощетинкового червя, говорит в пользу Б.И. Дыбовского и М.М. Кожова о существовавшей в древнем байкальском многоозерье общей фауны.

Основными промысловыми рыбами в оз. Орон являются: сиг, "мелкий сиг", окунь, щука, ленок, таймень, налим и хариус.

Учитывая бедность озера как планктоном, так и бентосом, возможная рыбная продуктивность озера определена приблизительно 10 кг на 1 га. По оценке П.Ф. Попова (1951), озеро может дать 455 ц сиговых рыб.