柴達木盆地屬高原大陸性氣候，以乾旱為主要特點。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至40%，最小可低於5%。柴達木盆地自然景觀為乾旱荒漠，主要土類為鹽化荒漠土和石膏荒漠土。後者主要分佈於盆地西部，草甸土、沼澤土一般均有鹽漬化現象。柴達木盆地動物區系具有蒙新區向青藏區過渡的特徵。野生動物主要有野駱駝、野驢、野犛牛、黃羊、青羊、旱獺、狼、馬熊、獐、狐、獾等。由於墾殖和捕獵，野生動物大為減少，有的瀕於絕跡。
