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Il lago di Montedoglio (chiamato anche invaso di Montedoglio) è un bacino artificiale sito nella parte nordorientale della provincia di Arezzo. È il lago più esteso della Toscana.
Elemento di spicco del paesaggio odierno della regione della Valtiberina, fu progettato nei primi anni 1970 e costruito a partire dal decennio successivo sbarrando il corso del fiume Tevere. Si trova sotto i centri abitati di Baldignano e Madonnuccia, quest'ultimo villaggio di fondazione edificato tra gli anni 1970-80 del XX secolo per accogliere gli abitanti della pianura che sarebbe stata invasa dalle acque. In sua prossimità si trovano alcune aree protette, ricavate dove un tempo si praticavano lavori estrattivo-industriali e oggi in parte risanate.
La diga di Montedoglio serve a mantenere il lago gestendone il flusso d'acqua, che rifornisce, oltre la Valtiberina limitrofa, anche buona parte della provincia di Arezzo e, per la vicinanza del confine con l'Umbria, la zona di Città di Castello e del lago Trasimeno. Il lago si è formato di recente, nei primi anni 1990, quindi il suo fondale si sta ancora stabilizzando; nel 2010 ci fu un crollo parziale della diga, tuttavia presto riparato senza particolari conseguenze.