Store Kattinge Sø ligger ved den aller inderste vig i Kattinge Vig – Slinken.

I 1300-tallet adskilte Hvideslægten søen fra fjorden ved at bygge en dæmning og borgen Neppe. Søen gennemstrømmes af Kornerup Å, som afvander et område på omkring 125 km2, og som årligt tilfører fjorden omkring 50 millioner m3 vand. Søen er ret lavvandet og vandkvaliteten er ringe med sigtdybder under en halv meter. Søens udløb til fjorden ligger ved Kattinge Værk.

Om sommeren er den Toppede Lappedykker søens karakterfugl. Fra fugletårnet kan man se, hvordan forældrefuglene svømmer med de stribede unger på ryggen, og hvordan ungerne kan sidde fast på ryggen, når forældrene dykker.



Om efteråret overnatter store stæreflokke i tagrørene, og ofte raster en Fiskeørn under trækket fra de svenske ynglepladser til vinterkvarteret i Nordafrika. Man kan da være heldig at se, hvordan den fisker ved på ternemaner at styrtdykke efter fiskene.

I vinterhalvåret er Kattinge Sø en af Nordeuropas største rastepladser for Troldænder. Her kan samles op til 30.000, hvilket er omkring 3% af den nordvesteuropæiske trækrutes Troldænder. I dagtimerne ligger de passive i den del af søen, hvor der er mest læ. Men cirka en time efter solnedgang letter hele flokken – som oftest samtidig – og trækker ud på fjorden, hvor de i nattens løb dykker efter Blåmuslinger og andre bunddyr

.