位于治多县西北部，可可西里山与马兰山之间断陷盆地东段。半咸水湖，内流湖，岸边有盐碱结皮。湖水面积302.2平方公里，湖水深度为25米，湖水体积为75.5亿立方米，湖以山名命名，东西长39.4公里，南北宽14.7公里，湖水面300平方公里，水深一般30米，湖面海拔4878米。湖水化学类型为硫酸钠亚型，矿化度13.41克/升，密度1.008，ph值8.8，水色浅绿.汇入面积1125平方公里，以冰雪融水补给，西北部冰川融水形成的连水河从湖西端注入源于西南面汉台山的冷水河从湖西南注入；北面兴军山，东西黑石山，南面可可西里山均有溪流以潜流形式汇入该湖。湖岸多为砂土带，植物覆盖度低，是高原野生动物出没之所。
中国科学院可可西里科考队在可可西里湖西南边考察时，发现大量雌、雄藏羚羊群，这意味着可可西里湖周边是藏羚羊的一个越冬栖息地。
按照此前的研究，每年6、7月份，母藏羚羊会拖着怀孕的身躯，长距离地迁徙至卓乃湖和太阳湖等产羔地。通过此次在库赛湖、卓乃湖、太阳湖和可可西里湖等地的考察，说明可可西里地区除了长距离迁徙的产仔母藏羚羊外，还有一定数量的母藏羚羊是在产羔地附近生活和产羔的。
藏羚羊是中国国家一级重点保护动物、濒危动物物种，也是国际贸易公约列入严禁贸易附录一的动物。目前，可可西里保护区内约有藏羚羊5万只。
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