Επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η δημιουργία της λίμνης σχετίζεται με γεωλογικά φαινόμενα κατά την περίοδο των παγετώνων όταν όλη η ευρύτερη περιοχή ήταν καλυμμένη από πάγους. Επίσης, η περίοδος αυτή χαρακτηρίζεται από ισχυρές τεκτονικές δράσεις (σεισμούς). Αποτέλεσμα ήταν η δημιουργία λόγω και της αύξησης της θερμοκρασίας (λιώσιμο των πάγων), των λιμνών της υδρολογικής λεκάνης που προαναφέρθηκαν.[εκκρεμεί παραπομπή]
Η λίμνη έχει έκταση 10,8 τετρ. χιλιόμετρα[1] και βρίσκεται σε υψόμετρο 593 μέτρων. Το μέσο βάθος της είναι 1 μέτρο και το μέγιστο βάθος της είναι τα 3,5 μέτρα.[2] Τροφοδοτείται από την κοντινή λίμνη Ζάζαρη και αυτή με την σειρά της τροφοδοτεί με κανάλι την λίμνη Πετρών. Η Χειμαδίτιδα οφείλει το όνομά της στο γεγονός ότι υπήρξε τόπος χειμαδιών καθώς χάρη στο ήπιο κλίμα που διαμορφώνεται γύρω από την λίμνη, ξεχειμώνιαζαν σ’ αυτή οι κτηνοτρόφοι των γύρω ορεινών περιοχών[1]. Η λίμνη αποτελεί σήμερα πολύ σημαντικό οικοσύστημα και είναι ο σημαντικότερος τόπος αναπαραγωγής της βαλτόπαπιας που θεωρείται απειλούμενο είδος. Η Χειμαδίτιδα και η γειτονική της Ζάζαρη ανήκουν στο δίκτυο Natura 2000 με τον κωδικό GR 1340005.[3]