Парк «Чёрное озеро» расположен в центре Казани, в низине, вытянутой с запада на восток. В этой же низине, рядом с ним, находится парк «Университетский сад» («Ленинский садик»).
В плане Чёрноозёрный парк представляет собой прямоугольник, ограниченный левой и правой сторонами улицы Дзержинского на севере и юге соответственно; на западе — улицей Чернышевского, на востоке — улицей Лобачевского.
В западной части парка расположен пруд, который в зимний сезон переоборудуется в каток с оборудованным неподалёку пунктом проката коньков. В восточной части парка находится сад, главный вход в который проходит через Арку влюблённых.
Непосредственно у парка остановок общественного транспорта нет. Однако до него не трудно дойти пешком от автобусных остановок «Университет» («Ленинский садик») на улице Пушкина, «КАИ» и «Площадь Свободы» на улице Карла Маркса. Также к парку можно спуститься с Кремлёвской улицы.
Парк получил своё название по озеру, долгое время существовавшему на этом месте. Озеро отличалось чистой водой и возможностью рыбной ловли.
В 1829 году берега озера отделали уступами, обложили дёрном и аллеи обсадили растительностью. В 1847 году парк обнесли чугунной решёткой.