昆侖山西起帕米爾高原，在我國境內地跨青海、四川、新疆和西藏四省，最高峰是位於新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣的公格爾峰，昆侖山是我國古代神話傳說的搖籃，相傳昆侖山的仙主是西王母，在《穆天子傳》中就有“穆王八駿渡赤水，昆侖瑤池會王母”的傳說，在眾多古書中都有記載的“瑤池”，便是昆侖河源頭的黑海，這里海拔四千三百米，湖水清瀛，鳥禽成群，野生動物出沒，氣象萬千，在昆侖河中穿過的野牛溝，有珍貴的野牛溝岩畫，距黑海不遠處是傳說中的姜太公修煉五行大道四十載之地，玉虛峰、玉珠峰經年銀裝素裹，山間雲霧繚繞，位於昆侖河北岸的昆侖泉，是昆侖山中最大的不凍泉，形成昆侖六月映雪奇觀，水量大而穩定，傳說是西王母用來釀制瓊漿玉液的泉水，為優質礦泉水，發源於昆侖山的格爾木河中游，長期侵蝕千板岩，形成了峽谷絕壁相對，深幾十米的天險奇觀。
昆侖山脈與塔里木盆地和柴達木盆地間均以深大斷裂相隔，昆侖山地區以前震旦系為基底，古生代時為強烈下沉的海域並伴有火山活動，古生代末期經華力西運動褶皺上升，構成昆侖中軸和山脈的中脊，中生代產生拗陷，經燕山運動構成主脊兩側四千米以上的山體，昆侖山脈與構成分隔中國南部與北部的緯向山脈。
昆侖山脈的新構造運動極其強烈，晚第三紀以來上升大約四千到五千米，葉爾羌拗陷中的礫石層厚度兩千五百余米，河谷高階地上則分布有第四紀火山凝灰岩和火山角礫岩，克里雅河與安迪爾河的上游均保存有中更新世玄武岩流與火山口，一九五一年在於田縣境昆侖山中的卡爾達西火山群的一號火山曾爆發，並伴有現代火山泥石流，東部昆侖山第四紀以來上升了兩千八百余米，其相關沉積物在柴達木盆地中的埋藏深度達兩千八百米，昆侖山的新構造運動具間歇性，葉爾羌河、喀拉喀什河，尼雅河均形成四到五級階地，各河出山口形成四到五級疊置的洪積扇。
在這一山脈組合的許多地方，昆侖山是由二或三條平行的山嶺構成的，而不是僅有一條山脊，山的西區尤其如此，在昆侖山從帕米爾支出之地薩雷闊勒嶺，北面一條名為阿吉爾山的短支脈，實際上擁有一些最高的山峰，公格爾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，就在綠洲城且末南面，出現了一個主要分叉點，阿爾金山的蘇拉木塔格峰從阿爾格山支出，走向東北，再往東，昆侖山的北緣形成浩瀚的，地勢高的柴達木盆地的南界，伴有零星鹽湖的深谷散布於該山中部的山嶺間，西昆侖山主嶺的最高峰是克里雅峰，高達七千一百二十公尺，數座超過六千零九十六公尺的山峰點染出昆侖山中部至東部地區的空中輪廓，其中包括木孜塔格峰和布喀達坂峰，周圍的平原在海拔四千八百公尺以上，所以這些山沒有亞洲其他高山那樣顯赫。
昆侖山北坡瀕臨最干旱的亞洲大陸中心，屬暖溫帶塔里木荒漠和柴達木荒漠，山前年降水量小於一百毫米，西部六十毫米，東部二十毫米，若羌僅為十五到二十毫米，年降水量隨山地海拔增高而略增，暖溫帶荒漠被高山荒漠所取代，由特有的墊狀駝絨藜與西藏亞菊組成，源於昆侖山脈北坡諸河流，源遠流長，匯流於塔里木盆地與柴達木盆地內流水系。
從喀拉喀什河上游的賽圖拉與葉爾羌河上游的麻扎通過的新藏公路，構成昆侖山脈西、中段的分水界，西段主要山口有烏孜別里山口、明鐵蓋山口、紅其拉甫達坂及康西瓦等，為通往阿富汗及巴基斯坦的交通要道，位於西昆侖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，平均海拔為五千五百到六千米，受重重山體阻擋，使喀拉喀什河谷中的年降水量僅為二十五到三十毫米，雪线附近的降水量則達三百毫米左右，北坡降水量大於南坡，主峰形成現代高山冰川作用中心，年均溫零度等溫线大致沿四千米等高线通過，最高山帶的年均溫為零下十五到七點五度。
西段山地的北坡為山地荒漠和高寒荒漠景觀，低於兩千七百米的前山及中山帶下部為紅沙與合頭草荒漠，礫石質的山地棕漠土，上部為昆侖蒿為主的草原化荒漠，下部沙土地帶合頭草荒漠，上部為紫花針茅、銀穗羊茅占優勢的山地草原，陰坡出現小片雪嶺雲杉林，與山地草原構成山地森林草原，在三千米的塔什庫爾干寬谷中為高位沼澤化草甸，米干旱冰磧丘陵與冰水衝積扇分布著雌雄麻黃為主的灌木荒漠，谷地兩側四千米以上為以粉花蒿和墊狀駝絨藜占優勢的高寒荒漠，四千五百到五千五百米的高山為刺磯松、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為高寒稀疏植被，上部為寒凍風化帶，六千五百米以上為高山冰雪帶。
位於新藏公路與車爾臣河九個大坂山即東經七十七度到八十六度，主脈向南略呈弧形，克里雅山口和喀拉米蘭山口是該段聯系新疆―西藏通道，中昆侖山海拔六千米以上的山峰有八座，如烏孜塔格、慕士山、瓊木孜塔格，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、玉龍喀什河、克里雅河、尼雅河及安迪爾河，除和田河上源喀拉喀什河和玉龍喀什河水量較大，有利灌溉外，其他河流出山後很快沒入塔克拉瑪干沙漠中，山地下部為合頭草、紅沙半灌木荒漠，棕漠土，上部為沙生針茅、短花針茅為主的草原化荒漠，棕鈣土，向上過渡為針茅、昆生蔥、昆侖蒿為主的高寒荒源草原，在海拔四千五百米山地內部坡麓及岩屑坡上，墊狀駝絨藜、糙點地梅組成稀疏的高寒荒漠，在海拔四千五百到五千五百米的下部為稀疏植被，上部為寒凍風化帶，更高山峰則為冰雪帶。
向東略呈扇形展開，分為三支：北支祁漫塔格山，其南隔以阿牙克庫木盆地，東延為唐松烏拉山、布爾汗布達山，中支阿爾格山，東延為博卡雷克塔格、唐格烏拉山與布青山，地形上與阿尼瑪卿山相接，南支為構成青南高原上的主體山脈，東延與相接，昆侖山埡口是青藏公路必經之道。
東昆侖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，積雪分布在五千八百米以上的山峰，昆侖山埡口一帶的雪线高度，北坡五千兩百米，南坡五千四百米，雪线附近的年均溫零下九度到零下八度，山間谷地西大灘一帶的年均溫低於零下三度，年降水量三百五十毫米左右，山地頂部年降水量略有增加，青藏高原北坡現代多年凍土的下界在四千兩百米左右。
主要河流有流入塔里木盆地中的車爾臣河，流入柴達木盆地的有那仁郭勒河、烏圖美仁河、及柴達木河，前者由冰雪融水補給，屬於塔里木內流水系，後四者由降水與湖水補給，屬於柴達木內流水系。
山地北坡為荒漠化草原，在海拔三千六百米以下為干燥剝蝕的基岩山地，幾無植物生長，溝坡及岩屑上堆散生有墊狀駝絨藜，紅沙、合頭草荒漠，三千六百到三千八百米過渡為紫花針茅亞高山草原，三千八百到四千五百米的山地下部是以小嵩草為主的草原化高山草甸，上部為墊狀植被，四千五百到五千米以上過渡為稀疏的高寒植叢和寒凍風化帶，五千五百米以上為高山冰雪帶。
昆侖山是中亞僅有內流水系地區的一個組成部分，主要與北面的塔里木盆地和柴達木盆地及南面的西藏高原有關，只有黃河與長江源頭所在的山系最東支脈有注入海洋的水系，該山有兩個主要河網，發源於喀喇昆侖山脈和藏北的大河，流水切割峽谷，穿越整個昆侖山鏈而去，還有疏泄外圍山坡流水的小河，主要河流形成漫長曲折的河谷，有幾條河流給昆侖山北緣綠洲供應灌溉用水。
雖然昆侖山河流接納一些雨水，但其主要由積雪和冰川供水，流量遂因季而異，百分之六十到百分之八十的流量出現於夏季月份，這時冰雪的強烈融化與最大降水結合在一起，雪和冰川的強烈蒸發導致淺鹽湖的形成。
該山盡管海拔很高，卻由於氣候極端干燥而幾乎沒有冰川作用，外表積雪只存在於最高山峰的深隙之中，冰川活動的主要中心出現在海拔約接近七千公尺之處，所有冰川都以其非同尋常的陡峭和缺乏融水而引人注目，該山幾乎完全不受印度洋和太平洋季風的氣候影響，相反其卻處於大陸氣團的持續影響之下，引起年氣溫和日氣溫的巨大波動，山系中段最干燥，而西部和東部的氣候多少緩和一些。