
Mycket näringsrik, grund slättsjö med rik fauna i kulturminnesrikt skogs- och jordbrukslandskap.
Höjd över havet: 7 m
Avrinningsområde: 50,1 km2
Sjöarea: 6,1 km2
Maxdjup: 5,4 m
Medeldjup: 2,7 m
Volym: 15,4 miljoner m3
Omsättningstid: 2 år
Totalkväve: 1767 µg/l
Totalfosfor: 93 µg/l
Sjön hyser ett rikt fågelliv med arter som sothöna, gräsand, skäggdopping, fiskgjuse, säv- och rörsångare samt en mängd småfåglar. Fiskfaunan är rik med ett dussin arter.
Vallentunasjön utnyttjas aktivt för sportfiske. Norra änden av sjön är naturreservat. Längs Vallentunasjöns södra strand ligger ett välbesökt hagmarksområde med naturbetesmarker och skogsdungar. Roslagsleden passerar genom området. Landskapet längs med sjöns västra sida, Skålhamravägen, bär spår av bosättningar ända från järnåldern och området är av riksintresse för kulturminnesvård.
Vallentunasjöns omnejd hör till Sveriges mest runstenstäta område och vittnar om traktens inflytelserika ätter under vikingatiden. Jarlabankes bro och Arkels tingstad på östra sidan av sjön är betydelsefulla lämningar tillsammans med området runt Vallentuna kyrka i norr, där en mängd olika runinskrifter finns samlade. En mindre badplats finns vid Nygårds camping.
Badvattenkvaliteten är god med undantag för återkommande perioder med kraftig algblomning. Vintertid plogas sjön för skridskoåkning. Vallentunasjön ligger inom en av Rösjökilens värdekärnor.
Vallentunasjön är ett av länets bästa gösvatten. Åren 2000 och 2002 planterades 4000 gösyngel ut i sjön. Även ål har satts ut vid två tillfällen. Förutom dessa arter finns abborre, gädda, lake, mört, braxen ruda, sarv, benlöja, gers, karp och signalkräfta. De två senare är inplanterade. Små restbestånd av flodkräfta observerades senast 1999. Vallentunasjön har provfiskats av Uppsala universitet sex gånger mellan åren 1985 och 1997 och fiskades på uppdrag av Oxundaprojektet 2004. Provfiskena visar att sjön innehåller ett stort antal fisk med en hög biomassa. Detta tillsammans med att andelen karpfiskar är stor tyder på att fiskfaunan är påverkad av den höga halten näringsämnen i sjön. Dessutom har antalet könsmogen rovfisk minskat i antal vilket kan leda till att rovfiskarna minskar i antal medan karpfisk ökar.
Bland annat Vallentuna Fiskevårdsförening, Vallentuna Sportfiskeklubb och Täby Fiskevårdsförening fiskar i sjön.
Fiskekort kan köpas på Vallentunas fritidskontor och på Föreningsgården i Täby Centrum, telefon 08-768 00 55. Sommartid säljs kortet även på Kvarnbadet.
Vallentunasjön är mycket näringsrik. Hög tillförsel av näringsämnen, framför allt fosfor, sker från omkringliggande jordbruksmarker, dagvatten, enskilda avlopp och tidvis bräddat avloppsvatten. Tidigare släpptes även avloppsvatten från Vallentuna centrum och Täby Kyrkby orenat ut i sjön innan systemet anslöts till Käppala reningsverk. Mycket näring har därför lagrats i sedimenten. Dessa frigörs när vattenmassan blandas om och det näringsrika vattnet bidrar till en utbredd vattenvegetation och algblomningar, ibland med så kallade blågröna alger som kan vara giftiga.
God omblandning gör dock att botten inte drabbas av syrebrist trots den stora mängden organiskt material som ska brytas ner. Mellan åren 1994 och 2004 har medelvärdena av totalkväve i augusti varierat mellan ca 2500 och 1300 µg/l. Fosforhalterna under samma period har varierat mellan ca 80 och 160 µg/l.