青海湖由祁连山的大通山、日月山与青海南山之间的断层陷落形成，其海心山和鸟岛都是游览胜地。青海湖湖水来源主要依赖地表径流和湖面降水补给，曾被评为“国家重点风景名胜区”。青海湖水补给来源是河水，其次是湖底的泉水和降水。湖周大小河流有70余条，呈明显的不对称分布。湖北岸、西北岸和西南岸河流多，流域面积大，支流多；湖东南岸和南岸河流少，流域面积少。布哈河是流入湖中最大一条河，发源于祁连山支脉的阿木尼尼库山，长约300公里，干流长92公里，支流有几十条，较大支流有10多条，下游河面宽约50～100米，深达1～3米，PH8～8.2。流域面积16570平方公里，约占湖区各河流流域面各1/2。年径流量11.2亿立方米，占入湖径流60%。

青海湖的构成原因是湖中断裂并与周边山相连接，湖内面积会受当地环境所影响并缩小增大。青海湖的构造断陷湖，湖盆边缘多以断裂与周围山相接。距今20～200万年前成湖初期，形成初期原是一个大淡水湖泊，与黄河水系相通，那时气候温和多雨，湖水通过东南部的倒淌河泄入黄河，是一个外流湖。至13万年前，由于新构造运动，周围山地强烈隆起，从上新世末，湖东部的日月山、野牛山迅速上升隆起，使原来注入黄河的倒淌河被堵塞，迫使它由东向西流入青海湖，出现了尕海、耳海，后又分离出海晏湖、沙岛湖等子湖。由于外泄通道堵塞，青海湖遂演变成了闭塞湖。加上气候变干，青海湖也由淡水湖逐渐变成咸水湖。北魏时青海湖的周长号称千里，唐代为400公里，清乾隆时减为350公里。在布哈河三角洲前缘约20公里处有古湖堤遗址；距湖东岸25公里处的察汉城（建于汉代），原在湖滨。东西两边已分别退缩25公里和20公里，水位下降约100米。青海湖呈椭圆形，周长300余公里。

青海湖的独特地形，影响着当地气候环境。青海湖具有高原**性气候，光照充足，日照强烈；冬寒夏凉，暖季短暂，冷季漫长，春季多大风和沙暴；雨量偏少，雨热同季，干湿季分明。青海湖的水温随季节而变化。夏季湖水温度有明显的正温层现象，8月份最高达22.3℃，平均为16℃；水的下层温度较低，平均水温为9.5℃，最低为6℃。秋季因湖区多风而发生湖水搅动，使水温分层温度现象基本消失，冬季湖面结冰，湖水温度出现逆温层现象，1月份，冰下湖水上层温度-0.9℃，底层水温3.3℃。春季解冻后，湖水表层水温又开始上升，逐渐又恢复到夏、季的水温。青海湖因含水量有无机盐类，湖水冻结的温度比0℃稍低。每年从11月中旬开始，湖区气温下降到0℃以下，到翌年1月份气温为最低，全湖形成稳定的冰盖，封冰期年平均为108～116天，最短为76天，最长138天。冰厚度一般为40厘米，最大冰厚90厘米。封冰后，冰面平坦，由于猛烈狂风，往往出现裂缝和沟隙。在冬时来观赏湖光山色，满目皆白，银光闪闪。3月中旬，冰盖破裂，湖面出现浮冰，在风力作用下，形成巨大的冰山飘至岸边，最大冰山体积约10立方米，4月中旬后，湖内冰块完全消融。