Jezioro Wielimie położone jest w województwie zachodniopomorskie i zgodnie z klasyfikacją Jednolitych Części Wód Powierzchniowych (JCWP) jest naturalną częścią wód. Zbiornik ma powierzchnię 1754.6 ha oraz objętość wód szacowaną na 40129.2 tys. m³. W ewidencji wód jezioro figuruje pod kodem JCWP PLLW10528 (nr katalogowy 10528).
Jezioro leży w region wodny Warty, w obszarze dorzecza Odry, a badania monitoringowe prowadzi Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Szczecin. Współrzędne geograficzne jeziora to w przybliżeniu 53.4524°N, 16.4558°E.
Zgodnie z oceną Państwowego Monitoringu Środowiska (badania z 2014 r.) ogólny stan tej części wód oceniono jako zły, a stan/potencjał ekologiczny określono jako zły, a stan chemiczny jako dobry.
Z pomiarów fizykochemicznych wynika, że przewodność elektrolityczna właściwa wynosiła 269 µS/cm, przezroczystość wody (widzialność krążka Secchiego) 0.5 m, zawartość tlenu nad dnem 6.5 mgO₂/l, stężenie azotu ogólnego 1.8 mgN/l, stężenie fosforu ogólnego 0.08 mgP/l, stężenie chlorofilu „a” 98.9 µg/l.
Badania elementów biologicznych wykazały, że wskaźnik fitoplanktonowy PMPL wyniósł 4.95, wskaźnik makrofitowy ESMI 0.191, indeks okrzemkowy fitobentosu IOJ 0.585.
Pod względem powierzchni to 4. co do wielkości jezioro w województwie zachodniopomorskie spośród 178 zbadanych.
Jako prawdopodobne przyczyny obniżonego stanu wód wskazuje się: rolnictwo z zabudową rozproszoną, turystyka i rekreacja.
Ostatnie badania jakości wody przeprowadzono w 2014 r., czyli 12 lat temu.