Klāņezers atrodas Piejūras zemienē, Ventavas līdzenumā 18,8 m virs jūras līmeņa un aizņem ledāja darbības rezultātā izveidoto un Baltijas ledus ezera ūdeņu ietekmēto ieplaku. Ezeru no jūras atdala vairāk nekā 9 km plata un ~20 m virs jūras līmeņa augsta teritorija. Agrākajās publikācijās, balstoties uz ezera tuvo novietojumu jūrai un neņemot vērā ezerdobes augstumu virs jūras līmeņa un ezerdobes nogulumu raksturu, Klāņezers kļūdaini uzskatīts kā Litorīnas jūras lagūnas izcelsmes ezers. 

Pēc administratīvā iedalījuma ezers atrodas Ventspils novadā uz robežas starp Popes un Tārgales pagastiem. Klāņezers atrodas starp Klāņu, Dziru un Pūņas purviem un ietilpst dabas liegumā “Klāņu purvs”, kas iekļauts Eiropas aizsargājamo dabas teritoriju NATURA 2000 tīklā, lai aizsargātu vairāku purvu kompleksu (Klāņu, Pūņas, Dzīru) un Klāņezeru. Ezera seklajiem līčiem aizaugot, izveidojusies slīkšņa, kas pāriet zemajā vai pārejas purvā (Eiropas Savienības Biotopu direktīvas biotopi).

Klāņezera platība mūsdienās ir 67 ha, garums – 1,2 km, lielākais platums – 0,7 km, lielākais dziļums – 1,8 m. Taču ezera izveidošanās sākumā (leduslaikmeta beigu posmā un holocēna sākumā) tā platība bija ievērojami lielāka.

Klāņezers mūsdienās ir sekls, diseitrofs mīkstūdens ezers ar ezereņu, lobēliju, krasteņu un purvmiršu audzēm, kura virsūdens aizaugums sasniedz 40 %. Ezera krasti ir lēzeni, zemi un pārpurvojušies. Krastos pārsvarā ir priežu meži, vietām gar pašu ezeru – melnalkšņi (Melnalkšņu staignājs, biotops 9080*), dūkstu vijolīte (Viola uliginosa), zaļziedu naktsvijole (Platanthera bifolia). 

Klāņezera ezerdobe veidojusies pēdējā apledojuma ledāja darbības rezultātā, ko vēlāk ietekmējuši Baltijas ledus ezera izraisītie ģeoloģiskie procesi. Leduslaikmeta pēdējā posma beigās, Baltijas ledus ezera līmenim pakāpeniski pazeminoties, izveidojās plašs, auksts, oligotrofs ezers, kas aizņēma visu dabas lieguma "Klāņu purvs" teritoriju. Līmenim turpinot pazemināties, pirms vairāk nekā 10 000 gadu ieplakas dziļākajā daļā izveidojās Klāņezers – Baltijas ledus ezera paliksnis. Tā seklākajām daļām aizaugot, izveidojušies ezeram pieguļošie Klāņu, Pūņas un Dzīru purvi.

Klāņezera teritorijas ģeoloģiskā griezuma augšējo daļu veido no 10 līdz 20 m bieza kvartāra nogulumu sega, kura sastāv no izskalotas sarkanbrūnas vai brūnas, smilšainas un granšainas Latvijas svītas morēnas mālsmilts un kuru pārklāj Baltijas ledus ezera smalkas un dažādgraudainas smilts nogulumi. Zem kvartāra nogulumiem ieguļ vidusdevona Arukilas (D₂ar) svītas nogulumi, vāji caurlaidīgi sarkanbrūni māli, aleirolīti un smalkgraudaini smilšakmeņi.

Klāņezera ezerdobes dziļākajā daļā (~13 m virs jūras līmeņa) uzkrājās minerālie ezera nogulumi – smalkas smiltis un māli. Virs tiem kopš agrā holocēna boreāla laika pirms apmēram 9000 gadiem sāka uzkrāties sapropelis (gitija). Tā ģeoloģiskā griezuma apakšējo daļu veido smilšains sapropelis, ko pārsedz dažādaļģu sapropelis. Ezera nogulumu aļģu pētījumos konstatētas saldūdens biotopiem raksturīgas sugas, kas liecina par to, ka sāļie vai iesāļie ūdeņi Klāņezera ezerdobē nekad nav ieplūduši. Mūsdienās sapropeļa slāņa biezums sasniedz vairāk nekā 2 m.

Kā liecina kūdras botāniskā sastāva pētījumi, ezeram sākot aizaugt vidējā holocēnā, atlantiskajā laikā, tā seklajā krasta zonā auga purva meldri, niedres, grīšļi un izveidojās zemā tipa purvs. Kūdras botāniskā sastāva analīzes dati norāda, ka apakšējo kūdras slāni veido labi sadalījusies grīšļu–hipnu zemā tipa kūdra, kuras sastāvā dominē pūkaugļu grīslis (Carex lasiocarpa), dūkstu grīslis (C. limosa), kā arī ievērojami daudz ir hipnu atlieku. Sastopams arī Sphagnum subsecundum, struplapu sfagns (Sph. flexuosum), garsmailes sfagns (Sph. cuspidatum) un spilvu atliekas. Šo slāni griezumā augstāk sedz 0,5 m biezs zemā tipa grīšļu kūdras slānis, bet 2 m dziļumā to savukārt pārklāj 0,5 m bieza pārejas purva tipa grīšļu–sfagnu kūdra. Griezumā virs 1,5 m izveidojusies augstā purva tipa sfagnu kūdra, kuras sastāvā dominē dažādu sfagnu atliekas.

Klāņezers ietilpst Ventas baseinā, Irbes šauruma upju hidroloģiskajā rajonā un atrodas Baltijas ledus ezera abrāzijas–akumulācijas līdzenumā 5,4 km uz dienvidiem no Litorīnas jūras krasta, 3,0 km uz dienvidiem no Ancilus ezera krasta un 7,0 km uz ziemeļrietumiem no Baltijas ledus ezera krasta pie Popes. Ezera krasta līnijas garums ir 18,9 km. Tā kopējais aizaugums – 40 %. Klāņezera piekrastes aizaugšanu un purvu izveidošanos aizaugušajā daļā būtiski ietekmē meliorācijas grāvji, kas novada ezera ūdeņus uz Lūžupi un Klāņu–Bušnieku kanālu. Iesākumā ezera noteka bija pa Dižgrāvi, bet, kad no 1929. līdz 1931. gadam tika izrakts Klāņu–Būšnieku kanāls, dabīgā iztece aizsērēja.

Līdz Klāņu–Būšnieku kanāla izrakšanai ezeram bija viena dabiska izteka ziemeļaustrumu krastā, kur sākas upīte, ko augštecē sauca par Nābeli (arī par Nābeļupi, Lūžupi un Lūžņu), bet vidū un lejastecē līdz Irbei – par Dižgrāvi. Nabeles izteka ezera ziemeļaustrumu krastā līmeņa pazemināšanās dēļ ir aizaugusi.

20. gs. 20. gados ezera platība bijusi aptuveni 70–75 ha. 1928. gada kartē uzrādītais ezera ūdens līmeņa absolūtais augstums ir 20,0 m, iespējams, ka tas bijis nedaudz zemāks, visticamāk, ap 19,5 m virs jūras līmeņa. Pēc mūsdienu aprēķiniem, ezera sateces baseins toreiz aizņēmis aptuveni 4,5 km². Izrokot Klāņu–Būšnieku kanālu, ūdens līmenis Klāņezerā kritās aptuveni par 40 cm. Situāciju ezerā vēl vairāk pasliktināja nosusināšanas darbi Klāņezera aizaugušajā teritorijā – Klāņu purva ziemeļu un ziemeļaustrumu daļā, kā arī Pūņas purvā 20. gs. 50. gadu beigās un 60. gadu sākumā.

Klāņezers noteikts kā mīkstūdens ezers ar ezereņu un/vai lobēliju, krasteņu un purvmiršu audzēm, bet tā biolimnoloģiskais tips ir semidistrofā (SD4) tipa ezers. Semidistrofā tipa ezeri ir sekli (neslāņoti), ar ilgstošu pāreju starp oligotrofo un distrofo tipu un ir izveidojušies, oligotrofā ezerā ieplūstot humusvielām bagātiem purvu ūdeņiem. Šāds ezera tips raksturīgs antropogēni mazietekmētiem ezeriem uz minerālgrunts, ar purvam pieguļošu krasta posmu. Pēc tiešā sateces baseina galvenajiem zemes lietojuma veidiem un atrašanās ūdensšķirtnes zonā Klāņezers noteikts kā mežezers, kas atrodas ūdensšķirtnes zonā.

Ezera nogulumu pētījumos konstatētais aļģu (diatomeju, zaļaļģu) sastāvs raksturo saldūdens vidi, un noteiktās sugas nedzīvo iesāļūdens vai sāļūdens vidē. Tādējādi šis pētījums sniedz informāciju, ka Klāņezers vienmēr ir bijis saldūdens ezers un jūras ūdeņi tajā nekad nav ieplūduši.

Klāņezera ūdens analīzes liecina par augstas ekoloģiskās kvalitātes ezeru. Hlorofila-a koncentrācija ir samērā zema – 4.1 μg/l, arī fitoplanktona biomasa ir zema – 0.62 mg/l, cenozē dominē hrizofīti – pārsvarā zemas trofijas apstākļiem raksturīgās Dinobryon aļģu sugas, ievērojams ir arī kramaļģu (Bacillariophyta) īpatsvars un rudens periodam raksturīgas dinofītaļģu (Dinophyta) sugas. Zilalģu (Cyanobacteria) īpatsvars ir ļoti neliels, potenciāli toksiskās vai augstas trofijas apstākļiem raksturīgās sugas nav konstatētas. Fitoplanktona cenoze kopumā liecina par antropogēni maz ietekmētiem apstākļiem.

Kā ļoti nozīmīgs uzskatāms viss Klāņezera augu sugu komplekss, kur konstatēti seši Latvijas un viens Eiropas nozīmes aizsargājams biotops ar gandrīz 20 īpaši aizsargājamām augu sugām. Šobrīd tieši Klāņezera krasts ir vienīgā vieta Latvijā, kur sastopams daudzstublāju pameldrs (Eleocharis multicaulis), un viena no trijām vietām Latvijā, kur konstatēts brūnganais baltmeldrs (Rhynchospora fusca). Arī Dortmaņa lobēlija (Lobelia dortmanna) un sīkā lēpe (Nuphar pumila) Kurzemē citos ezeros nav sastopama, tāpēc visām šīm sugām ir ārkārtīgi liela nozīme konkrēto sugu genofonda saglabāšanā reģionā un Latvijā kopumā. Izstādājot dabas aizsardzības plānu dabas liegumam “Klāņu purvs”, konstatēts, ka gandrīz visu minēto sugu izplatība ezerā ir paplašinājusies, salīdzinot ar agrāk veiktajiem pētījumiem. Tas norāda uz ezera augsto ekoloģisko kvalitāti un šīm sugām labvēlīgu biotopa stāvokli. Ezera krastos sastop ezeru krastmalu veģetāciju (Phragmitetum communis), zāļu un pārejas puŗva augu sabiedrības (Caricetum lasiocarpae, Caricetum rostratae). Ezera līmeņa svārstību zonā novērotas reto augu sabiedrības ar brūngano baltmeldru un daudzstublāju pameldru. Klāņu ezers robežojas ar augsto purvu, kur starp brūno sfagnu (Sphagnum fuscum), magelāna sfagnu (S. magellanicum) un makstaino spilvi (Eriophorum vaginatum) sastopams arī ciņu mazmeldrs (Trichophorum cespitosum).

Klāņu–Būšnieku kanāls sākotnēji ļoti negatīvi ietekmēja gan ezera, gan arī apkārtējo purvu un mežu biotopus, tomēr mūsdienās tas ir gandrīz aizaudzis, samērā sekls un vietām tajā ir gandrīz stāvošs ūdens. Kanāla dziļākajās vietās (2–3 m) ar tekošu straumi mīt Eiropas nozīmes sugas: bebri un ūdri. Ezerā sastopamas dažādas zivju sugas, piemēram, līdakas, raudas, karūsas, asari un līņi.

Ezera tiešā tuvumā nav apdzīvoto vietu un kultūrvēsturisku objektu, bet šādi objekti ir apmēram 7 km attālajā Popē un tās apkārtnē (Popes pilskalns, Popes muiža, Popes luterāņu baznīca un citi).

Klāņezers ir publisks ezers (ne Tārgales, ne Popes pagasta pašvaldība neslēdz līgumus par ezera izmantošanu). Ezers makšķerēšanai nav īpaši piemērots, un makšķerēšana tajā ir samērā minimāla, kas skaidrojama ar seklo dziļumu (vidējais dziļums 0,8 m), kā arī makšķerēšanai nepiemērotajiem – slīkšņainajiem, seklajiem, aizaugošajiem – krastiem, kā arī ezers nav bagāts ar zivju resursiem.

Ezerā ir vairāk nekā 2 m biezs sapropeļa slānis, tomēr tā ieguve netiek plānota, pat pieņemot, ka sapropeļa slāņa samazināšana aizkavētu ezera aizaugšanu, jo tas tomēr ievērojami ietekmētu nozīmīgos ezera un krasta biotopus.

Klāņezeram piemīt ainaviska vērtība – tomēr, iespējams, tā atrašanās vieta starp diviem purviem un purvainiem, staigniem mežiem mazina interesi un tā rekreatīvā vērtība netiek pilnībā izmantota. Rekreācija ezera krastos ir minimāla, tomēr vairākās vietās vērojama stihiska apmetņu vietu izveidošana – 3–4 vietās ir ugunskura vietas. Atpūtai vairāk izmantojama ir tikai ziemeļu–ziemeļaustrumu smilšainā piekraste, ko vietējie iedzīvotāji izmanto peldēšanās nolūkā, bet makšķernieki kā apmetnes vietu.

Saimnieciskā darbība Klāņezera un purvu apkārtnē notikusi vēl pirms aizsargājamās teritorijas dibināšanas – 20. gs. 20.–30. gadu mijā, kad tur izvērsta vērienīga meliorācijas darbība. Šajā laikā arī tika izrakts Klāņu–Būšnieku kanāls, kas negatīvi ietekmēja Klāņezera un tam piegulošo purvu hidroloģisko režīmu, jo ūdens līmenis ezerā ievērojami pazeminājies.

"Klāņu purvs" kā aizsargājama teritorija ar purvu lieguma statusu 959 ha platībā apstiprināts 1977. gadā ar Ministru Padomes 15. aprīļa lēmumu Nr. 241. Lieguma mērķis bija saglabāt pētniecības un izglītošanas darbam dažādu tipu purvus, to ekosistēmas, dabiskās attīstības procesus, savdabīgi skaisto purva ainavu, kā arī reto un izzūdošo sugu atradnes šajās teritorijās. Viens no teritorijas dibināšanas iemesliem bija arī 1971. gadā Latvijā jaunatrastā vaskulāro augu suga brūnganais baltmeldrs, kam pie Klāņezera tobrīd bija vienīgā atradne Latvijā.

Pasaules dabas fonda pētījumā "Dabas aizsardzības plāns Latvijai" dabas liegums "Klāņu purvs" iekļauts kā bioloģiskās daudzveidības saglabāšanai vērtīga teritorija. Klāņu purvs iekļauts Corine biotopu (Corine Biotopes) sarakstā. No 1999. gada Klāņu purvs ietilpst dabas liegumu kategorijā, 2020. gadā teritorija tika arī paplašināta līdz 1057 ha. EMERALD projekta (2001–2003) realizācijas rezultātā tika ieteikts paplašināt dabas liegumu uz rietumiem un dienvidaustrumiem, jo tur atrodas retiem putniem piemēroti Eiropas nozīmes prioritāri biotopi (melnalkšņu staignāji un purvaini meži 91D0*). Pēc vairākkārtīgas paplašināšanas lieguma kopējā oficiālā platība ir 1615 ha.

Plašākie Klāņezera pētījumi veikti Life Nature programmas projekta “Purva biotopu aizsardzības plāna īstenošana Latvijā” (LIFE04NAT/LV/000196) ietvaros no 2004. līdz 2008. gadam. Tā pētījumi ietvēra ornitofaunas, bezmugurkaulnieku, zīdītāju, gliemju, augu, biotopu, abinieku, rāpuļu, ezera veģetācijas, paleoveģetācijas, hidroloģijas un mežu ekoloģijas pētījumus.