据统计，面积大于1平方公里的湖泊有107个，总面积3825平方公里，其中面积200平方公里以上的湖泊有7个。最大的为乌兰乌拉湖，湖水面积为544.5平方公里。

本区气候特点是温度低、降水少、大风多、区域差异较大。境内年平均气温由东南向西北逐渐降低，在西金乌兰湖地区有一明显暖区，最暖区年均温为-4.10C，最冷为最西边的勒斜武担措，年均温为-10.00C(推算值)，最低气温-46.40C，其它地区均在两者之间。

可可西里地区年平均降水量分布趋势是由东南向西北逐渐减少。在173～495毫米之间。本区风大，是全国风速高值区之一，在风力较弱的季节。西金乌兰湖附近仍出现瞬时风速为24.0米/秒的大风(1990年7月9日16时47分)，年平均风速分布由东向西增大。区内的土壤类型简单，多为高山草甸土、高山草原土和高山寒漠土壤，其次为沼泽土，零星分布的有沼泽土、龟裂土、盐土、碱土和风沙土。土壤发育年轻。受冻融作用影响深刻。

区域内由于受到地理位置、地势高低、地形坡向及地表组成物质等各种水热条件分异因素的影响，自然景观自东南向西北呈现高寒草甸-高寒草原+高寒荒漠更替。其中高寒草原是主要类型。高寒冰缘植被也有较大面积的分布，高寒荒漠草原、高寒垫状植被和高寒荒漠有少量分布。高寒草甸、高寒沼泽仅分布在极个别的地区。

本区生物区系种类少，但青藏高原特有种比例大，且种群数量大。据多年观察，哺乳动物有29种，其中11种为青藏高原特有，鸟类53种，爬行类1种，鱼类6种。区内高等植物有102属，202种，其中青藏高原特有种84种，占全区种类的41.56%。本区的特有生物种类不但是我国的珍稀动植物，而且为世界上所嘱目，在学术上和自然保护上均十分重要。