柴达木盆地属温带大陆性气候，以干旱为主要特点。年降水量自东南部的200毫米递减到西北部的15毫米，年均相对湿度为30-40%，最小可低于5%。盆地年均温均在5℃以下，气温变化剧烈，绝对年温差可达60℃以上，日温差也常在30℃左右，夏季夜间可降至0℃以下。风力强盛，年8级以上大风日数可达25-75天，西部甚至可出现40米/秒的强风，风力蚀积强烈。其中，柴达木盆地更是高达每10年0.44℃。由此，柴达木盆地已成为青海高原乃至全国范围内增温最显著的区域。在气温升高的同时，柴达木盆地降水量也在持续增多。柴达木盆地大部分地区从1998年以来降水量持续增加，增加趋势明显大于青海省其他地区。