湖面南北狭长，北起葛田里，南至福高峙，延伸约19公里；东西方向较为狭窄，水面宽度大多在1至3公里之间，其中以东岸的新兴里至西岸的柳潭里一带的湖面最为宽阔，达到约10公里。

湖两岸为连绵的山地，山峰海拔约1300米，山上植被茂密，适合隐蔽防空，但不利于大规模部队的行动。

长津湖的南北两端连接长津江，除了北端的葛田里和南端的下碣隅里有公路桥可以通行车辆外，其余湖面在结厚冰之前只能通过船只渡过。

当敌军进入长津湖地区后，宋时轮决定首先消灭美军第7师的31团，待取得胜利后，再对付陆战1师的增援部队。

由于第7师的整体实力较为薄弱，优先攻击第7师的31团不仅可以让部队积累实战经验，熟悉美军的作战方式，还能为随后全力应对更强大的敌人做好准备。

长津湖战役发起时，湖面开始结冰，最初冰层较薄，在冰面上行走尚存危险。几天后，冰层逐渐加厚，吉普车也能够在冰面上行驶。从鸭绿江边通往长津湖的道路既狭窄又稀少，只有从江界和厚昌江口出发的两条公路可供车辆通行。

其他如长津至云山里、云山里至袂物里、德实里至柳潭里、柳潭里经闲上里至社仓里的道路，路面狭窄且年久失修，积雪覆盖后结冰打滑，行车十分困难，严重影响第9兵团炮兵的机动、作战物资的运输以及伤员的转移。

11月27日傍晚，志愿军第9兵团第20军已经部署在长津湖西侧，第27军则布防于长津湖北部和东北部。第9兵团进入长津湖地区时，气温骤降至零下40度，极寒的天气成为了他们面临的最严酷挑战。

由于缺乏防寒和防冻的准备，短短几天内，部队便大面积出现冻伤减员，对战斗力造成了无法估量的影响。第27军战史记载，许多连队的冻伤率高达85%；汽车因冻滑损坏率达到25%，甚至出现了“人被冻僵，马蹄冻掉，车开不动，镐不入土，有饭不能吃，有枪打不响”的严重情况。

与志愿军相比，美军在防寒防冻装备方面的优势十分明显。

第二次世界大战期间，第1陆战师部分官兵曾远征冰岛，积累了在严寒条件下作战的经验。元山登陆后，陆战队军需部门提前将御寒的冬季服装运往前线。到11月初，补充战斗损失的应征人员普遍完成了营级规模的寒区作战训练，并换上了特制的冬季服装。

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陆战队官兵所配备的御寒装备包括棉衬衣、毛内裤、绒衣、绒裤、多功能外套、野战夹克、防寒风雪大衣（带有兜式防寒帽和厚内衬）、羊毛长围巾、皮手套，以及在长筒战斗靴内加有两三层毛毡垫。

防寒服与风雨登山服相似，具备防水性能，不易被雨雪渗透。相比之下，志愿军所穿的棉制服装，一旦内部的棉絮被雨雪打湿，便会迅速冻结，且极难晾干。