Der See liegt in den geologisch viel jüngeren quartären Talfüllungen, die in den am Hang anstehenden Lettenkeuper (Erfurt-Formation) eingelagert sind.[BA 5]
Der Große Lindleinsee hat eine Fläche von etwa 13,0ha, ist etwas über 800 Meter lang und weniger als 250 Meter breit, sein Einzugsgebiet umfasst etwa 10,1km². Er ist vor allem im Einlaufbereich seiner beiden Zuflüsse und am oberen südlichen Ufer von einer breiten Riedzone umgeben, abschnittsweise säumen deren Übergang in die Felder am Unterhang Feldhecken. Der unterhalb des Damms im Westen abfließende Saubach durchfließt schon nach gut hundert Meter den weniger großen Kleinen Lindleinsee, der hinter dem Straßendamm der St2416 Rothenburg–Steinsfeld angestaut ist.
Beide Lindleinseen, eine schmale Randzone und etwas weiter ausgreifende Gebiete um die beiden Einlaufbereiches des Großen Lindleinsee stehen als Vogelfreistätte Großer und Kleiner Lindleinsee unter Naturschutz.
Die nächsten Orte sind die Einöde Chausseehaus von Steinsfeld am Damm des Kleinen Lindleinsee, das Kirchdorf Schweinsdorf der Gemeinde Neusitz im Osten und die Stadt Rothenburg ob der Tauber, deren Ortsrand mit 1,6km am weitesten entfernt ist. Der See liegt zur Gänze gerade noch im Rothenburger Stadtgebiet.
Im November wird der See im Zuge des Hochwasserschutzes im Uferbereich weitgehend umgebaut.
Der See ist unter dem Namen Großer Lindelsee schon auf einer topographischen Karte aus dem 19. Jahrhundert eingetragen.[BA 6]
