大柴旦湖又名大柴达木湖,蒙语称依克柴达木湖。在海西蒙古族藏族自治州,柴达木盆地东北边缘一盆地内,大柴旦钲西南5.0km;第四纪时期与小柴旦湖属同一大湖,后因气候变干,湖泊退缩,库尔雷克山山麓形成的冲积扇出露水面,遂演变为独立湖泊;滨湖为第四纪洪积、冲积平原和沼泽、盐碱地,面积200平方公里。呈“弓”形,水位3 148.00m,长15.4km,最大宽3.9km,平均宽2.23km,面积34.3平方公里。
湖区属柴达木荒漠干旱、极干旱气候,年均气温1.6℃,年降水量80.8mm,年蒸发量2 031.8mm。集水面积1 614.0平方公里,补给系数47.1。湖水主要依赖泉水补给,入湖河流中八里沟河最大,长35.0km,源于柴达木山,在大柴旦钲东北1.0km处渗漏潜入地下,穿过钲区重以泉水出露汇集成2条小河汇入湖泊;其它入湖河流均为短小的泉集河,集水域内泉眼80多个。据1959年8月调查,湖水矿化度343.89g/L,阳离子Na+、K+、Mg2+含量分别为9 8216、6 243.7、17 873mg/L,阴离子Cl-、SO42-含量分别为183 018、35 869mg/L;Li、B2O3、Br含量分别为275、71.7、71.7mg/L。1980年4月调查,湖水密度1.174,pH值7.95,矿化度337.58g/L,阳离子Na+、K+、Mg2+、Ca2+含量分别为108 632、3 906、12 000、549.7mg/L,阴离子Cl-、SO42-、CO32-+HCO3-含量分别为191 643、20 580、267.5mg/L;Li、B2O3含量分别为104、1813.7 mg/L;属硫酸镁亚型盐湖。湖水中B、Li含量较高,是我国富硼盐湖之一。滨湖北部硼矿呈鸡窝、条带状分布,埋深很浅,便于露天开采,是大柴旦化工厂主要矿源,西部干盐滩石盐层厚6.0~8.0m。有公路可达湖边盐田。