丹江口水库蓄水后，拦沙率达98%。据1968年4月至1986年1月的实测资料统计，库内共淤积泥沙11.29亿立方米。水库下游黄家港、襄阳、皇庄、沙洋和仙桃站的多年平均含沙量分别为0.031、0.191、0.565、0.603千克/立方米和0.754千克/立方米，分别占建库前的0.96%、7.1%、22.6%、29.3%和39.5%。由于长期下泄清水，下游河道发生同流量下水位下降，水深增加。坝下游河道由堆积性转变为侵蚀性，冲槽淤滩，洲滩兼并，支汊淤塞、主汊发育以及切滩撇弯。每年4～8月水库呈明显分层现象，在水深5～30米之间出现急变的温跃层，库表与库底温差达16℃。9～10月，上下层温差减少，分层现象减弱。11月～3月，水温趋于均匀，坝下黄家港多年实测水温资料表明，建坝后比建坝前3～8月水温降低2.1～6.2℃，9月～1月水温升高0.8～4.7℃，8月份最高水温降低了约2℃，而1月份最低水温升高了3.5℃。下泄水温的变化，对丹江口坝下至襄樊江段沿程水温及年内变幅都有影响，水温变化并不显著。水温的变化对坝下至襄樊江段的鱼类繁殖带来一定影响，满足产卵最低温度18℃的要求向后推迟约20d。蓄水后，水库水质良好，单项评价达到地面水Ⅱ类标准，综合评价达到1类标准。水库蓄水后，地震观测未发现水库诱发地震。建库后，库区鱼类种群有所变化，但捕捞量逐年增加；对汉江中下游鱼类的繁殖和生长带来了某些不利影响，但对鱼类的越冬和某些鱼类的摄食是有利的。