鹹海位於哈薩克和烏茲別克之間、克孜勒庫姆沙漠的中部。北部和東部湖岸曲折,分佈有許多小湖灣和沿岸島嶼,西岸為陡岸。湖內可通航,通航期7個月。鹹海是在上新世末期形成的,當時地殼下沉,地面水匯瀦,是海侵的遺蹟。