Den 1.250 ha store Tissø ligger centralt i kommunen, nogenlunde midt mellem Svebølle og Høng. Søen er formentlig opstået i et dødishul og har form som en dyb tallerken. I nord får den tilløb af Halleby Å og den mindre Tranemose Å, mens den har afløb gennem Halleby Å, der forlader søen igen i sydvest. Hvert år leverer Tissø 3,5 mio. m3 overfladevand til den industrielle symbiose i Kalundborg.
Sidst i 1800-tallet blev søens vandstand sænket med ca. 2 m for at skaffe større engarealer til afgræsning. I dag har de blotlagte bredder et rigt planteliv med store sjældenheder som lancetskeblad samt søpryd, der her har sit sjællandske kerneområde. I nord findes desuden et rigkær med sumphullæbe, kødfarvet gøgeurt og majgøgeurt, mens den nordlige, stejle søskrænt er voksested for den meget sjældne vellugtende skabiose.
Søens fiskebestand omfatter ca. 20 arter, heriblandt hork, sandart, suder, løje, skrubbe og brasen samt den sjældne pigsmerling. Der foregår en smule erhvervsfiskeri af ål, gedde og aborre.
Ellers er det især fuglelivet, som kendetegner naturen ved Tissø. Ynglefuglene tæller bl.a. knopsvane, grågås, rørhøg og blishøne, og på de tre småøer, som er anlagt i søens sydende, yngler fjordterne, dværgterne og klyde. Om vinteren raster lappedykkere og ænder på søen i stort tal, mens flokke af gæs og svaner græsser på de omkringliggende marker. Havørnen yngler med flere par i omegnen og ses jævnligt ved søen.
Et lille engareal på søens nordside blev fredet i 1951, og i 1956 blev en bræmme på 75 ha langs hele søens østside også fredet. Den østlige del af Tissø er udlagt som vildtreservat, og jagt er forbudt, mens sejlads kun er tilladt med kano og kajak. Derudover er søen udpeget som både habitat- og fuglebeskyttelsesområde.
