Jezioro Tarnowskie Duże położone jest w województwie lubuskie i zgodnie z klasyfikacją Jednolitych Części Wód Powierzchniowych (JCWP) jest naturalną częścią wód. Zbiornik ma powierzchnię 91.6 ha oraz objętość wód szacowaną na 3504 tys. m³. W ewidencji wód jezioro figuruje pod kodem JCWP PLLW10007 (nr katalogowy 10007).
Jezioro leży w region wodny Środkowej Odry, w obszarze dorzecza Odry, a badania monitoringowe prowadzi Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Zielona Góra. Współrzędne geograficzne jeziora to w przybliżeniu 51.5204°N, 15.5818°E.
Zgodnie z oceną Państwowego Monitoringu Środowiska (badania z 2015 r.) ogólny stan tej części wód oceniono jako dobry, a stan/potencjał ekologiczny określono jako dobry, a stan chemiczny jako dobry.
Z pomiarów fizykochemicznych wynika, że przewodność elektrolityczna właściwa wynosiła 337 µS/cm, przezroczystość wody (widzialność krążka Secchiego) 2.3 m, zawartość tlenu nad dnem 0.1 mgO₂/l, stężenie azotu ogólnego 1.17 mgN/l, stężenie fosforu ogólnego 0.126 mgP/l, stężenie chlorofilu „a” 13 µg/l.
Badania elementów biologicznych wykazały, że wskaźnik fitoplanktonowy PMPL wyniósł 0.94, wskaźnik makrofitowy ESMI 0.575, indeks okrzemkowy fitobentosu IOJ 0.647, Jeziorowy Indeks Rybny LFI-CEN 0.65.
Pod względem powierzchni to 32. co do wielkości jezioro w województwie lubuskie spośród 60 zbadanych.
Ostatnie badania jakości wody przeprowadzono w 2015 r., czyli 11 lat temu.