柴達木盆地地勢由西北向東南微傾，海拔自3000米漸降至2600米左右。地貌呈同心環狀分布，自邊緣至中心，洪積礫石扇形地（戈壁）、沖積-洪積粉砂質平原、湖積-沖積粉砂粘土質平原、湖積淤泥鹽土平原有規律地依次遞變。地勢低洼處鹽湖與沼澤廣布。

河流主要分布于盆地東部，西部水網極為稀疏。盆地內湖泊水質多已咸化，共有大小鹽湖20余個。

柴達木盆地在青海湖西邊，雖然荒涼，但物產豐富。蘊藏有豐富的鹽類和其他化學元素。主要有鹽、硼、鉀、鎂、鋰、銣、溴、碘、鍶、銫、石膏、芒硝、天然堿等，食鹽達600多億噸。盆地鉛、鋅、鉻、錳等金屬及煤炭、石油、石棉等資源豐富。最為著名的是各種鹽。其中鈉鹽探明儲量530多億噸；版權所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉載必究！氯化鉀探明儲量2億多噸，占全國總儲量的97%；硼探明儲量1100多萬噸，占全國總儲量的一半；氯化鎂探明儲量約20億噸。柴達木盆地不僅是中國鹽礦之最，也是世界鹽礦之最，因此，柴達木盆地又稱為“鹽的世界”。

柴達木盆地面積25萬平方公里，各種資源儲量潛在價值達17.2萬億元。為了吸引國內外資本，把柴達木盆地建成中國西部的資源工業基地，海西州委、州政府積極構建以資源經濟為主體經濟的新格局，版權所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉載必究！GDP增長連續3年超過了15%。如今在柴達木盆地已建成生產原油250萬噸，天然氣10億立方米，鉀肥70萬噸，加工原鹽200萬噸，180萬噸純堿，生產銅、鉛鋅、石棉近100萬噸的工業基地。

據海西蒙古族藏族自治州有關部門對柴達木盆地中藏藥材資源普查數據顯示，柴達木盆地內分布的藥用植物、藥用動物、藥用礦物共計有782種，出產的中藏藥材不僅蘊藏量大，而且醫療效果好，部分藥材獨一無二，如白唇鹿鹿茸是公認的滋補藥材中的上等佳品，如今在盆地內大量種植的枸杞，經中國科學院西北高原生物研究所和西北農業大學化驗分析，版權所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉載必究！其藥用有效成分超過了國內所有同類藥材，成為中藏藥材中的一枝奇葩。盆地內分布的藥用植物紅景天已被醫學界認為是繼人參、刺五加之后一種新的營養補劑藥源。研究表明，紅景天含有豐富的氨基酸和多種人體必需的微量元素，不僅具有抗缺氧、抗寒冷、抗疲勞等作用，而且可以延緩人體衰老，防治老年疾病等功能，已成為進藏游客必備的藥物。

柴達木盆地屬高原大陸性氣候，以干旱為主要特點。年降水量自東南部的200毫米遞減到西北部的15毫米，年均相對濕度為30～40%，最小可低于5%。盆地年均溫均在5℃以下，氣溫變化劇烈，絕對年溫差可達60℃以上,版權所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉載必究！日溫差也常在30℃左右，夏季夜間可降至0℃以下。風力強盛，年8級以上大風日數可達25～75天,西部甚至可出現40米/秒的強風，風力蝕積強烈。

1961年－2006年，中國氣溫增幅為每10年0.10℃－0.20℃，而青海高原為每10年0.33℃。其中，柴達木盆地更是高達每10年0.44℃。由此，柴達木盆地已成為青海高原乃至全國范圍內增溫最顯著的區域。

在氣溫升高的同時，柴達木盆地降水量也在持續增多。柴達木盆地大部分地區從1998年以來降水量持續增加，增加趨勢明顯大于青海省其他地區。1998年至2008年，柴達木盆地各地年平均降水量在13.5至95.5毫米之間，版權所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉載必究！與歷年平均值相比，大部分地區降水量增加幅度均在10%以上。專家指出，全球氣候變暖，塔里木盆地近50年氣候變化與全球同步上升，高山冰川加速融化導致降水增多。

相關記者在格爾木市區看到，市區街道到處是被大風吹斷的樹枝，郊區109國道上的一座收費站在大風的狂虐侵襲下轟然倒塌。據收費站工作人員介紹，由于收費站地處郊區，旁邊無遮擋物，當時沙塵經過時，最大能見度不足一米。大風沙塵天氣過后，格爾木市上空飄起了雪花。據氣象部門介紹，由于沙塵和降雪天氣格爾木市降溫幅度達8攝氏度左右。

在柴達木盆地的一處戈壁灘上，有一條長約2公里的小丘陵，當地人稱貝殼梁。貝殼梁表面薄薄的鹽堿土蓋下面竟是厚達20多米的瓣鰓類和腹足類生物貝殼堆積層。這一罕見的自然奇觀，是迄今為止中國內陸盆地發現的最大規模的古生物地層。

貝殼梁西行20多公里，就來到了蘆葦船的所在地。這是一塊待開發的土地，因而它就沒有一個固定的名字，人們通常說它在“諾木洪塔溫塔里哈”新石器的遺址西北部的小湖中。這一帶是柴達木盆地的最低處。古海遺留了星星點點的湖泊沼澤，因而這里的河又發育極為完善，大大小小的湖泊在戈壁深處散發著清香。

“雅丹”是維吾爾語，意為“具有陡壁的土堆丘”，也叫“風蝕林”、“沙石林”，是一種奇特的風蝕地貌。“雅丹”地貌區西臨一里坪，北接德宗馬海湖，東連馬海，南與爾臺吉乃爾相連，東經97度18分，北緯37度59分，在大柴旦鎮以西約200平方公里。由于億萬年的地質變遷，因褶皺而隆起和因斷裂破碎的裸露第三級地層在外因力的長期作用下，吹蝕一部分地表物質形成的多種殘丘和槽形低地。盆地瀚海鹽堿灘，由于受強烈風沙的侵蝕，版權所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉載必究！久而久之，使裂縫越來越大，將原平坦的地表發育成許多不規則的壟脊溝槽，順盛行風方向伸長，溝槽越來越大，壟脊越來越小，出現不連接的許多土墩，形成了戈壁灘上特有的一大奇觀，這就是著名的“雅丹地貌”。

青海省采取多種手段，加快生態治理步伐，柴達木盆地的綠洲面積不斷擴大，據衛星遙感監測顯示，柴達木盆地沙區風蝕荒漠化程度趨緩。荒漠化面積明顯減少，土地荒漠化面積較2000年以前縮減2．7%。隨著植被情況的好轉，柴達木盆地的野生動物數量也大幅增加。2000年以來，柴達木盆地內實施退耕還林22．7萬畝，人工造林152萬畝，封沙、封山育林168萬畝；國家重點公益林生態效益補償面積已擴大到865．66萬畝。