昆仑山西起帕米尔高原，在我国境内地跨青海、四川、新疆和西藏四省，最高峰是位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县的公格尔峰，昆仑山是我国古代神话传说的摇篮，相传昆仑山的仙主是西王母，在《穆天子传》中就有“穆王八骏渡赤水，昆仑瑶池会王母”的传说，在众多古书中都有记载的“瑶池”，便是昆仑河源头的黑海，这里海拔四千三百米，湖水清瀛，鸟禽成群，野生动物出没，气象万千，在昆仑河中穿过的野牛沟，有珍贵的野牛沟岩画，距黑海不远处是传说中的姜太公修炼五行大道四十载之地，玉虚峰、玉珠峰经年银装素裹，山间云雾缭绕，位于昆仑河北岸的昆仑泉，是昆仑山中最大的不冻泉，形成昆仑六月映雪奇观，水量大而稳定，传说是西王母用来酿制琼浆玉液的泉水，为优质矿泉水，发源于昆仑山的格尔木河中游，长期侵蚀千板岩，形成了峡谷绝壁相对，深几十米的天险奇观。
昆仑山脉与塔里木盆地和柴达木盆地间均以深大断裂相隔，昆仑山地区以前震旦系为基底，古生代时为强烈下沉的海域并伴有火山活动，古生代末期经华力西运动褶皱上升，构成昆仑中轴和山脉的中脊，中生代产生拗陷，经燕山运动构成主脊两侧四千米以上的山体，昆仑山脉与构成分隔中国南部与北部的纬向山脉。
昆仑山脉的新构造运动极其强烈，晚第三纪以来上升大约四千到五千米，叶尔羌拗陷中的砾石层厚度两千五百余米，河谷高阶地上则分布有第四纪火山凝灰岩和火山角砾岩，克里雅河与安迪尔河的上游均保存有中更新世玄武岩流与火山口，一九五一年在于田县境昆仑山中的卡尔达西火山群的一号火山曾爆发，并伴有现代火山泥石流，东部昆仑山第四纪以来上升了两千八百余米，其相关沉积物在柴达木盆地中的埋藏深度达两千八百米，昆仑山的新构造运动具间歇性，叶尔羌河、喀拉喀什河，尼雅河均形成四到五级阶地，各河出山口形成四到五级叠置的洪积扇。
在这一山脉组合的许多地方，昆仑山是由二或三条平行的山岭构成的，而不是仅有一条山脊，山的西区尤其如此，在昆仑山从帕米尔支出之地萨雷阔勒岭，北面一条名为阿吉尔山的短支脉，实际上拥有一些最高的山峰，公格尔山高七千七百一十九公尺，慕士塔格山高七千五百四十六公尺，就在绿洲城且末南面，出现了一个主要分叉点，阿尔金山的苏拉木塔格峰从阿尔格山支出，走向东北，再往东，昆仑山的北缘形成浩瀚的，地势高的柴达木盆地的南界，伴有零星盐湖的深谷散布于该山中部的山岭间，西昆仑山主岭的最高峰是克里雅峰，高达七千一百二十公尺，数座超过六千零九十六公尺的山峰点染出昆仑山中部至东部地区的空中轮廓，其中包括木孜塔格峰和布喀达坂峰，周围的平原在海拔四千八百公尺以上，所以这些山没有亚洲其他高山那样显赫。
昆仑山北坡濒临最干旱的亚洲大陆中心，属暖温带塔里木荒漠和柴达木荒漠，山前年降水量小于一百毫米，西部六十毫米，东部二十毫米，若羌仅为十五到二十毫米，年降水量随山地海拔增高而略增，暖温带荒漠被高山荒漠所取代，由特有的垫状驼绒藜与西藏亚菊组成，源于昆仑山脉北坡诸河流，源远流长，汇流于塔里木盆地与柴达木盆地内流水系。
从喀拉喀什河上游的赛图拉与叶尔羌河上游的麻扎通过的新藏公路，构成昆仑山脉西、中段的分水界，西段主要山口有乌孜别里山口、明铁盖山口、红其拉甫达坂及康西瓦等，为通往阿富汗及巴基斯坦的交通要道，位于西昆仑山海拔在七千米以上的山峰有三座，六千米以上的山峰有七座，平均海拔为五千五百到六千米，受重重山体阻挡，使喀拉喀什河谷中的年降水量仅为二十五到三十毫米，雪线附近的降水量则达三百毫米左右，北坡降水量大于南坡，主峰形成现代高山冰川作用中心，年均温零度等温线大致沿四千米等高线通过，最高山带的年均温为零下十五到七点五度。
西段山地的北坡为山地荒漠和高寒荒漠景观，低于两千七百米的前山及中山带下部为红沙与合头草荒漠，砾石质的山地棕漠土，上部为昆仑蒿为主的草原化荒漠，下部沙土地带合头草荒漠，上部为紫花针茅、银穗羊茅占优势的山地草原，阴坡出现小片雪岭云杉林，与山地草原构成山地森林草原，在三千米的塔什库尔干宽谷中为高位沼泽化草甸，米干旱冰碛丘陵与冰水冲积扇分布着雌雄麻黄为主的灌木荒漠，谷地两侧四千米以上为以粉花蒿和垫状驼绒藜占优势的高寒荒漠，四千五百到五千五百米的高山为刺矶松、高寒棘豆高寒半灌木荒漠，海拔五千五百到六千五百米的高山下部为高寒稀疏植被，上部为寒冻风化带，六千五百米以上为高山冰雪带。
位于新藏公路与车尔臣河九个大坂山即东经七十七度到八十六度，主脉向南略呈弧形，克里雅山口和喀拉米兰山口是该段联系新疆―西藏通道，中昆仑山海拔六千米以上的山峰有八座，如乌孜塔格、慕士山、琼木孜塔格，平均海拔五千到五千五百米，北坡雪线五千一百到五千八百米，主要河流有喀拉喀什河、玉龙喀什河、克里雅河、尼雅河及安迪尔河，除和田河上源喀拉喀什河和玉龙喀什河水量较大，有利灌溉外，其他河流出山后很快没入塔克拉玛干沙漠中，山地下部为合头草、红沙半灌木荒漠，棕漠土，上部为沙生针茅、短花针茅为主的草原化荒漠，棕钙土，向上过渡为针茅、昆生葱、昆仑蒿为主的高寒荒源草原，在海拔四千五百米山地内部坡麓及岩屑坡上，垫状驼绒藜、糙点地梅组成稀疏的高寒荒漠，在海拔四千五百到五千五百米的下部为稀疏植被，上部为寒冻风化带，更高山峰则为冰雪带。
向东略呈扇形展开，分为三支：北支祁漫塔格山，其南隔以阿牙克库木盆地，东延为唐松乌拉山、布尔汗布达山，中支阿尔格山，东延为博卡雷克塔格、唐格乌拉山与布青山，地形上与阿尼玛卿山相接，南支为构成青南高原上的主体山脉，东延与相接，昆仑山垭口是青藏公路必经之道。
东昆仑山海拔六千米以上的山峰有四座，五千米以上的山峰有八座，平均海拔四千五百到五百米，积雪分布在五千八百米以上的山峰，昆仑山垭口一带的雪线高度，北坡五千两百米，南坡五千四百米，雪线附近的年均温零下九度到零下八度，山间谷地西大滩一带的年均温低于零下三度，年降水量三百五十毫米左右，山地顶部年降水量略有增加，青藏高原北坡现代多年冻土的下界在四千两百米左右。
主要河流有流入塔里木盆地中的车尔臣河，流入柴达木盆地的有那仁郭勒河、乌图美仁河、及柴达木河，前者由冰雪融水补给，属于塔里木内流水系，后四者由降水与湖水补给，属于柴达木内流水系。
山地北坡为荒漠化草原，在海拔三千六百米以下为干燥剥蚀的基岩山地，几无植物生长，沟坡及岩屑上堆散生有垫状驼绒藜，红沙、合头草荒漠，三千六百到三千八百米过渡为紫花针茅亚高山草原，三千八百到四千五百米的山地下部是以小嵩草为主的草原化高山草甸，上部为垫状植被，四千五百到五千米以上过渡为稀疏的高寒植丛和寒冻风化带，五千五百米以上为高山冰雪带。
昆仑山是中亚仅有内流水系地区的一个组成部分，主要与北面的塔里木盆地和柴达木盆地及南面的西藏高原有关，只有黄河与长江源头所在的山系最东支脉有注入海洋的水系，该山有两个主要河网，发源于喀喇昆仑山脉和藏北的大河，流水切割峡谷，穿越整个昆仑山链而去，还有疏泄外围山坡流水的小河，主要河流形成漫长曲折的河谷，有几条河流给昆仑山北缘绿洲供应灌溉用水。
虽然昆仑山河流接纳一些雨水，但其主要由积雪和冰川供水，流量遂因季而异，百分之六十到百分之八十的流量出现于夏季月份，这时冰雪的强烈融化与最大降水结合在一起，雪和冰川的强烈蒸发导致浅盐湖的形成。
该山尽管海拔很高，却由于气候极端干燥而几乎没有冰川作用，外表积雪只存在于最高山峰的深隙之中，冰川活动的主要中心出现在海拔约接近七千公尺之处，所有冰川都以其非同寻常的陡峭和缺乏融水而引人注目，该山几乎完全不受印度洋和太平洋季风的气候影响，相反其却处于大陆气团的持续影响之下，引起年气温和日气温的巨大波动，山系中段最干燥，而西部和东部的气候多少缓和一些。