어랑천(漁郎川) 하구 어대진 서북쪽에 있으며 그 형태가 복잡하다. 주위 26.4㎞, 최장경 7.6㎞, 최단경 1㎞, 면적 7.4㎢이다. 함경북도 제2의 호수이다.
길주·명천 지구대를 따라 흐르는 어랑천은 중하류에서 몹시 곡류하며, 하구부근에서는 여러 지류들이 합치고 있다. 신생대 제3기에 길주·명천지구대의 구조선을 따라 여러 번 분출한 용암류(溶巖流)가 어랑천 북쪽의 주남천(朱南川)과 장탄천(長灘川) 하구를 막음으로써 주남천은 북동으로 유로를 변경하였고, 장탄천은 하구가 완전히 막혀 호수가 되었다.
따라서 장연호는 성인상 화산작용에 의한 언색호(堰塞湖)이다. 호안선(湖岸線)의 출입이 심하여 반도상으로 돌출 또는 협장(狹長)한 만입이 심하며, 호수 남쪽에는 간양도(看羊島)가 호중에 있다.
또, 부근에는 같은 성인의 작은 동련호(東蓮湖)·서련호(西蓮湖)가 있고, 어랑천 남쪽에는 무계호(武溪湖) 등이 분포한다. 『신증동국여지승람』에는 장자택(長者澤)이라 불렀고, 길이 15리, 너비 3리, 깊이 600여척이라 하였다. 호안은 울창한 삼림으로 둘러싸여 호수와 어울려 절경을 이룬다.