Ørnsø er beliggende i et morænelandskab. Den er gennemgående lavvandet og kun dyb over mod de stejle skrænter mod sydøst (ved Silkeborg Bad).
Hovedtilløbet til søen er [[Funder Å]], som strømmer til fra vest. Desuden tilledes søen vand fra Dødeå eller Den døde kana, Sandemandsbækken og fra [[Pøtsø]]. Endelig kommer en del vand fra [[Arnakke-kilden]].
Afløbet sker til [[Silkeborg Langsø]]s vestbassin via [[Lyså]].