地理環境
沃斯托克湖位在南極洲的東部，長約為250公里，寬約為50公里(在最長的點上)，大約和五大湖中安大略湖的大小相等。沃斯托克湖被一個山脊分成兩個主要的盆地構造，該山脊的深度約為200米。而兩個盆地中，北方的盆地約深400米，南方的盆地約深800米。因為被沃斯托克湖分為兩個盆地構造，所以科學家們認為，這兩個獨立生態系的化學、生物因子應該都不太相同。沃斯托克湖面積15,690平方公里。估計的湖水體積約為5400立方公里，且皆為未凍結的淡水。2005年5月，科學家在湖的中央發現了一座島嶼。
存在原因
沃斯托克湖的平均水溫為-3℃。使水在其凝固點以下還能以液態存在的原因，認為是三種因素共同作用造成：1、來自地心的熱力使湖底的溫度上升，進而使水維持液態
2、厚重冰層造成的巨大壓力使水的凝固點下降
3、厚實的冰層使湖水與南極地表寒冷的空氣隔離
地球上沒有任何地方有濃度如此之高的氧氣。任何在此生活的生物必須要有應付高氧氣濃度的能力。它們必須演化出特殊的構造，像是特殊的酵素，確保它們不被高濃度氧氣影響。
沃斯托克湖的環境與木星的其中一個衛星，木衛二非常相似。假若能在沃斯托克湖中發現生物的存在，或許能夠為“木衛二冰層下的海洋中是否存在生命”的爭論提供有力的證據。
生態環境
沃斯托克湖是一個貧養的(缺少養分的)極端環境。湖水為氧氣的過飽和溶液，濃度約為一般淡水湖泊的50倍。造成這個現象的原因極有可能是沃斯托克湖上方的沉重冰冠造成的壓力。氧氣及其他氣體不只溶解在水中，還形成晶籠(clathrate)。晶籠是指溶於水中的氣體分子，在水結冰時，被二十幾個水分子所圍成之正十二面體關起來的晶體結構。晶籠結構的外表看起來就像是冰塊一般。這種晶籠只在高壓環境，例如沃斯托克湖或深海形成，在一般壓力下是不穩定的。因為這樣，當水從沃斯托克湖被釋放出來時，可能會像搖過的汽水一樣噴出。
發現研究
1960年，俄國地理學家安德里．卡皮查飛越沃斯托克地區上空，發現冰原上有一個巨大的平坦地區。他認為冰川下有一個湖。但這個看法在當時沒有引起人們的重視。
在1996年，俄羅斯和英國的科學家藉由許多資料的分析，發現了這個湖的存在。這些資料包括了透冰雷達、鐳射高度計及重力測量儀。科學家已證實，沃斯托克湖擁有大量的液態水，儘管這些水被封存在厚實的冰冠之下。因此沃斯托克湖有可能是地球上水量變動最小的湖泊。它所擁有的水非常古老，大約在一百萬年前形成。
核心
在沃斯托克研究站的研究者們，在1998年挖出了世界上最長的冰核(即凍的核心，其中的氣泡能夠紀錄過去此地區的大氣組成)。俄國及美國的研究團隊鑽入3623米深。檢驗發現，冰核最底部約有420,000年的歷史。這表示沃斯托克湖至少五十萬年前就已經被封在冰層之下了。為避免可能的污染，鑽探作業在距離湖120米處停止，且鑽探的孔也被封住。
在這個冰核中，尤其是核心底部凍結的湖水，找到了微生物活動的證據。這使科學家認為沃斯托克湖這類的環境仍能有生命存在。沃斯托克湖是個非常獨特的棲息地，棲息在此的可能包括古菌及五十萬年前演化出的微生物。
沃斯托克湖在2005年，一個由德國、日本及俄羅斯科學家組成的研究小組發現，沃斯托克湖有潮汐現象。隨著太陽及月 亮相對位置的改變，湖水表面有1-2厘米的升降。這些研究者推測，湖水表面的運動就像幫浦一樣，使整個湖泊的水循環運動。倘若湖中有微生物存在，這對它們的生存有相當大的幫助，因為湖中的物質可藉由這種運動循環。
2006年1月，由美國哥倫比亞大學科學家羅賓·貝爾領導的研究小組，利用最新的衛星影像、測高與透冰雷達資料，首次估算出它們的大小及深度，結果發表在2月份的《地球物理研究通訊》上。這兩個湖被命名為90°E湖及蘇維埃湖(Lake Sovetskaya)。這兩個湖被埋在約4000米厚的冰層下，90°E湖面積約為2000平方公里，面積略等於台北縣；蘇維埃湖略小、約1600平方公里。
科學家認為，南極的各個地下水體可能由活水河流網連線在一起。冰河學家鄧肯·溫納姆(Duncan Wingham，來自倫敦大學學院)及馬丁·斯格特(Martin Siegert，來自布里斯托大學)在2006年的《自然》上發表了一篇文章說明了這個理論。他們代表倫敦大學自然環境研究委員會極地觀測與模擬中心進行這項觀測。他們使用歐洲航天局的ERS-2衛星，以雷達對南極東部進行觀察，結果發現一些相隔數百公里的場所，其表面高度變化是相同的，這使他們相信該處有水的運動存在。科學家相信在各河流間經常會發生水的流動，相當於泰晤士河的規模。在絕大多數時間這個流量非常小，但因為冰層厚度的變化進而使湖泊的壓力改變。當一個湖泊的壓力過大時便會發生洪水，迫使一個湖泊的湖水沿著河道流向另一個湖泊。
2012年1月3日，《自然》雜誌對2012年的重要科學發現及事件進行了展望，俄羅斯研究人員希望能夠完成對南極洲冰原10到50米的冰層鑽探，從而可以接觸到沃斯托克湖進行科學研究。
2012年2月，經過長達20年的努力，俄羅斯科學家最終鑽透近4000米的南極冰層，抵達已經被埋入冰層下2000萬年之久的沃斯托克湖。美國蒙大拿州大學生物學家、資深南極研究員約翰·普利斯庫教授表示，他認為能夠在湖中發現奇特生物。
2012年3月1日，俄羅斯南極科考人員在南極中山站舉行的學術交流會後表示，俄羅斯已經取得沃斯托克湖的部分水樣，將通過分析研究，進一步了解該湖泊水質、湖水中是否存在生命形態等。
分析
俄羅斯的科學家進行沃斯托克湖的鑽探計畫，在2007年可以鑽透3600米左右的冰層，並取得湖水進行分析。
關於南極冰層下冰川下湖泊的存在是上個世紀70年代通過機載雷達探通技術預測出的，而最大的冰川－－蘭伯特冰川下的沃斯托克湖到1996年才發現。迄今，已經發現的冰川下湖泊不少於70個。這些湖泊在保護與大氣層隔絕數百萬年的原始環境方面可能起著獨特的作用。一項令人吃驚的發現表明，沃斯托克湖冰芯含有由冰川下的水冷卻而形成的很多米長的冰.世界溫度最低地方,1983年7月21日，在南極洲的沃斯托克記錄下低溫攝氏零下89.2度。那比正常室溫低100度！這個至少三千萬年曆史的湖泊是太陽系其它星球的冰封海洋的一個樣品，有科學家認為沃斯托克湖可能擁有一些從未發現過的生命形式，但科學界現時的看法是﹐由於沃斯托克湖過於遠離面層影響﹐除了最原始的微生物之外﹐不可能有其它東西。
點評
第25屆《南極條約》協商國會議上，決定停止在南極洲的沃斯托克湖進行冰下鑽探，因為那裡有可能存在著地球其它地區已經絕跡的幾百萬年前的微生物。《南極條約》已經有43個成員國。中國不僅是成員國，而且還是26個條約協商國之一。
俄羅斯科學家已鑽透了4000米厚的南極冰層，發現了2000萬年不見天日的沃斯托克湖。俄媒體宣稱該湖附近可能是希特勒秘密檔案的埋藏地。
沃斯托克湖示意圖科學家們認為沃斯托克湖是目前地球上發現的最大的一個超純淨水系，並推測該湖含水量堪比安大略湖，約有5400立方千米，水質比經過雙層淨化的蒸餾水還要乾淨許多。這些專家還稱，如果這裡存在生命形式，那么也是獨一無二的，因為它們的發展環境是與世隔絕的。俄羅斯所進行的探索項目受到了俄太空署和美國航空航天局的密切關注。
沃斯托克湖被認為與木星的第二顆已知衛星歐羅巴的地下湖的情況相似，地熱使得冰層下的湖水處於流動狀態，因此它常被稱為“外星湖”，所以科考隊員希望藉助這個項目了解更多有關歐羅巴的情況。
據悉，在鑽到接近湖面的冰層時，科考隊員發現了微生物，“在湖中發現微生物可能意味著，人類與地外生命首次見面將可能是在歐羅巴星球上。”俄羅斯科學院地理研究所主管弗拉迪米爾·科特里亞科夫說。
