Mit einer Länge von 560 km und einer Breite von durchschnittlich 50 km ist der Malawisee einer der größten Seen des Ostafrikanischen Grabenbruchs, jenes großen Risses in der Erdkruste, der sich von Äthiopien über 6000 km bis nach Mosambik zieht. Hier zerbricht – begleitet von Erdbeben und Vulkanismus – die afrikanische Kontinentalplatte, und die beiden Seiten dieser sog. Riftzone wandern auseinander. In der Mitte bildete sich ein riesiges Grabensystem, in dem sich sieben große Seen befinden, die alle sehr relativ schmal sind und sich mehr oder weniger von N nach S ausdehen. Der Tanganijasee in (Demokratische Republik Kongo, Tansania, Sambia und Burundi) ist der größte und wohl auch der bekannteste von ihnen. Der Malawisee ist der südlichste der großen Gewässer im Rift Valley. Er füllt eine tiefe Spalte: Die Wasseroberfläche befindet sich in ca. 460 m Höhe, die maximale Wassertiefe beträgt 704 m, was bedeutet, dass der Grund des Sees stellenweise mehr als 200 m unter dem Meeresspiegel liegt!

Einige der Seen im Grabenbruch haben einen hohen Mineralgehalt (Soda, Natron), der auf den aktiven Vulkanismus zurückzuführen ist und durch die Verdunstung in dem teilweise sehr trockenem Klima noch verstärkt wird. Der Malawisee ist aber ein Süßwassersee. Sein Einzugsgebiet ist der gesamte Norden des Landes mit fast 90000 km². Über den Shire-Fluss fließt das Wasser aus dem See dann nach Süden in den Sambesi.

Durch den von Nord nach Süd langgestreckten See verläuft die Ostgrenze Malawis zu Tansania und Mosambik (siehe Karte Malawi).

Im Süden sind die Seeufer relativ flach, nach Norden hin werden sie immer steiler, ganz im Norden ragen auf tansanischer Seite die Livingstone-Berge bis zu 2500 m empor, während das gegenüberliegende malawische Ufer aber weit weniger schroff ist.