Jezioro Wieleńskie-Trzytoniowe położone jest w województwie wielkopolskie i zgodnie z klasyfikacją Jednolitych Części Wód Powierzchniowych (JCWP) jest naturalną częścią wód. Zbiornik ma powierzchnię 220.2 ha oraz objętość wód szacowaną na 7055.4 tys. m³. W ewidencji wód jezioro figuruje pod kodem JCWP PLLW10031 (nr katalogowy 10031).
Jezioro leży w region wodny Środkowej Odry, w obszarze dorzecza Odry, a badania monitoringowe prowadzi Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Poznań. Współrzędne geograficzne jeziora to w przybliżeniu 51.5648°N, 16.1128°E.
Zgodnie z oceną Państwowego Monitoringu Środowiska (badania z 2015 r.) ogólny stan tej części wód oceniono jako zły, a stan/potencjał ekologiczny określono jako słaby, a stan chemiczny jako poniżej dobrego.
Z pomiarów fizykochemicznych wynika, że przewodność elektrolityczna właściwa wynosiła 388 µS/cm, przezroczystość wody (widzialność krążka Secchiego) 0.8 m, zawartość tlenu nad dnem 6.4 mgO₂/l, stężenie azotu ogólnego 1.84 mgN/l, stężenie fosforu ogólnego 0.136 mgP/l, stężenie chlorofilu „a” 57.2 µg/l.
Badania elementów biologicznych wykazały, że wskaźnik fitoplanktonowy PMPL wyniósł 3.92, wskaźnik makrofitowy ESMI 0.224, indeks okrzemkowy fitobentosu IOJ 0.74.
Pod względem powierzchni to 23. co do wielkości jezioro w województwie wielkopolskie spośród 129 zbadanych.
Jako prawdopodobne przyczyny obniżonego stanu wód wskazuje się: rolnictwo z zabudową rozproszoną, turystyka i rekreacja, presja chemiczna (substancje priorytetowe).
Ostatnie badania jakości wody przeprowadzono w 2015 r., czyli 11 lat temu.