có vị trí phía Đông giáp thành phố Thái Nguyên, phía Nam giáp thị xã Phổ Yên và thành phố Sông Công, phía Tây và phía Bắc giáp huyện Đại Từ. Hồ nằm cách trung tâm thành phố Thái Nguyên 16 km về phía tây. Từ thành phố Thái Nguyên đi qua xã Tân Cương (một xã nổi tiếng với cây chè), sẽ thấy hồ Núi Cốc hiện ra trước mắt. Đây là một vùng du lịch sinh thái gắn với nhiều huyền thoại

Hồ Núi Cốc nguyên là một đoạn của sông Công, một trong các chi lưu của sông Cầu chảy vòng quanh một ngọn núi đất có tên là núi Cốc. Đập Núi Cốc được khởi công xây dựng đầu năm 1972 nhưng do Không quân Mỹ mở chiến dịch Linebacker I đánh phá trở lại miền Bắc Việt Nam nên công trình bị đình hoãn đến đầu năm 1973 mới tái khởi động. Tháng 10 năm 1978, một trận lũ lịch sử trên sông Công có lưu lượng 3.000 mét khối/giây, gấp gần 4 lần lưu lượng xả thiết kế của cửa xả chính và làm vỡ hai vai đập. Công trình Đập Núi Cốc hoàn thành phần đầu mối vào năm 1979 và hoàn thành toàn bộ vào năm 1982.

Đập Núi Cốc thuộc hạng A là hạng đập đất đắp không có lõi chống thấm (theo phân hạng của Bộ Thủy Lợi, nay là Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn). Công trình gồm 1 đập chính và 7 đập phụ. Đập chính có cao trình 27m, dài 480m, là loại đập tràn có cửa xả kiểu máng phun với lưu lượng xả tối đa 850 mét khối/giây. Thân đập được làm bằng đắt đắp, đầm hỗn hợp thủ công và đầm lăn cơ giới hạng nhẹ. 7 đập phụ cũng là đập đất đắp không có lõi chống thấm, cao 12,5m. Từ năm 1999, đập được xây thêm 2 khoang xả tràn có lưu tốc xả 585 mét khối/giây. Tổng chiều dài các kênh dẫn dòng cấp I cung cấp nước cho hạ lưu dày 72 km từ cửa cống rộng 195 m. Đập Núi Cốc tạo ra Hồ Núi Cốc có diện tích mặt nước trung bình 25 km vuông, ở thời điểm lũ tối đa là 32 km vuông; độ sâu 46,2 m, thời điểm cường lũ tối đa là dung tích toàn bộ 175,5 triệu mét khối, dung tích hữu ích 168 triệu mét khối. Hồ-đập Núi Cốc cùng các công trình phụ trợ tạo thành hệ thống thủy lợi Núi Cốc có nhiệm vụ cung cấp nước tưới cho 12 nghìn ha lúa thuộc bốn huyện, thành phố phía nam tỉnh Thái Nguyên và khu công nghiệp Thái nguyên với lưu lượng 30 mét khối/giây; cung cấp nước phục vụ đời sống dân sinh của cư dân thành phố Thái Nguyên với lưu lượng 7,2 mét khối/giây. Tổng lượng nước do Hồ Núi Cốc cung cấp cho Thái Nguyên đạt từ 40 triệu đến 70 triệu mét khối/năm. Trong một số năm hạn hán, Hồ Núi Cốc còn còn tiếp nước cho hệ thống thủy nông Sông Cầu (Bắc Giang) khoảng 30 triệu đến 50 triệu mét khối/năm. Hệ thống thủy lợi Hồ Núi Cốc cũng có tác dụng cắt lũ cho vùng hạ lưu sông Công; chăn nuôi thủy sản và kết hợp du lịch.