可可西里的四大谜团之一是可可西里到底是怎么形成的，可可西里位于青藏高原的腹地，青藏高原的形成主要是板块碰撞造成隆起的结果。但距离可可西里最近的板块碰撞带也有2000千米远，几乎不可能对可可西里的形成起到作用。目前，专家认为可可西里可能是由大陆破裂和海底扩张形成的。但是，这个谜团仍需进一步的研究和探索。

可可西里拥有众多湖泊，其中有一些湖泊的水域面积在不同时间段内会发生奇怪的变化，形成“血湖”，有专家认为，这些湖泊之所以呈现出红色，可能是由于湖中的微生物、矿物质等成分的影响。此外，还有一些湖泊的水质会随着季节的变化而发生变化，例如在寒冷的冬季时，湖水会变成乳白色。这些湖泊的存在给可可西里的自然环境增添了一份神秘和美丽。虽然科学家们已经对这片土地进行了多年的研究，但关于血湖的成因和现象仍存在许多未解之谜。

可可西里未解之谜非常多，其中被誉为“高原精灵”的藏羚羊也是其中一个，藏羚羊每年12月交配，翌年6月底至7月上旬产仔，妊娠期200天左右。每年进入5月，都会有来自西藏羌塘、新疆阿尔金山以及青海三江源、可可西里保护区内的数万只藏羚羊前往海拔4800米的可可西里腹地卓乃湖产仔，8月母藏羚羊带着年幼的小藏羚羊回迁，各自返回栖息地。迄今为止，藏羚羊的这种夏季产仔大迁徙是全球最为壮观的三种有蹄类动物大迁徙之一。至于藏羚羊为何不远千里前往可可西里腹地卓乃湖产仔，这种古老而原始的迁徙至今未有任何科学权威的解释。

地下资源丰富似乎不算可可西里的秘密，专家早就发现可可西里油金矿区的地质构造非常适合油气田的形成。在以往的科考中，人们还发现，有些地方地表有沥青和原油渗出，都表明这里可能存在大油气田。但目前科研力度有限，对大型油气田的具体位置进行分析评价尚需时日。相比油气田的悬念，可可西里盛产黄金的传闻由来已久。早在1980年代，这里就出现过淘金热，当时有十多万人陆续进入可可西里的边缘地区淘金。淘金、盗猎，在海拔5000米左右，氧气含量只有平原50%的可可西里，一个个与宝藏和财富相关的传奇反复上演。

可可西里盆地的这些“红山脉”主要形成于距今7000多万到3000万年之间的白垩纪晚期到古近纪。山脉呈近东西走向，两坡不对称，南陡北缓，地层剖面裸露清楚，是青藏高原上一处壮观的古地质遗迹。红色地层南北出露宽度超过160公里，东西延伸长度近600公里，“红色地层出露面积之大在国内罕见”，可可西里的“红山脉”地质景观不仅有望成为可可西里的一座大型“地质公园”，其中包含的丰富地质信息与青藏高原隆升过程密切相关，将为深入研究青藏高原演化提供重要支持。

各种可可西里灵异事件的始作俑者都是其诡异神秘的气候变化，可可西里的气候非常特殊，有时会出现奇怪的气候变化，如突然变冷、突然下雪等。年最低气温达到了零下46.2摄氏度，年平均气温值大约在零下10摄氏度至4摄氏度，由于受高空强劲西风动量下传的影响，成为整个 青藏高原和全国风速主值区之一，年均风速分布由东南、东北向腹地及西部逐渐增大，等值线基本呈“喇叭口型”；风速在8.0～3.5ｍ/ｓ之间。由于气候特别严寒，人类无法长期居住，所以大部分地区至今是人迹罕至的无人区。

可可西里虽然被称为千湖之地，但淡水资源稀缺，尽管河水流域几乎遍及整个可可西里，并且大于一平方公里的湖泊，总面积达到3825平方公里，但大多都是不能直接饮用的咸水湖。可可西里地貌环境主要以边缘作用冰川作用以及流水作用地貌为主，但是冰川分布有着非常强的局限性，一般只分布在周围少数的高山上，并且虽然在域内有流水作用的地貌，但是这里水量有限，并且降水量季节变化很大，导致水流的侵蚀作用并不明显。域内平均年降水量很少，仅有不到300毫米，并且降雨期主要集中在六至九月份，由于可可西里无人区的面积辽阔，所以很难找到为数不多的水源，没有淡水，渴都会渴死在可可西里。

不少可可西里的神秘事件的原因都是它的神秘地质，这里有很多的湿地和冻土，保护区内的冻土面积占到保护区总面积的九成以上，这里藏匿着大量沼泽地与流沙地，因此闯入者很容易就会陷进。特别是夏天，当冰川和雪山开始消融，广阔的可可西里大地被侵润成一片沼泽，一脚踩上去，可能瞬间就会被松软的细沙烂泥吞没。而且不管是多么高级的越野车在可可西里这种沼泽地也不管用，一旦陷进去就很难出来了。可能上一秒还在享受着无人区飞驰的快感，下一秒车辆就动弹不得。

在很多人的印象可可西里有着寸草不生的假想画面，事实上可可西里地区植物资源极为丰富，有高等植物约202种。在200多种植物中，青藏高原特有种和青藏高原至中亚高山、西喜马拉雅和东帕米尔分布的种在区系成分中占主导地位，可以说可可西里是青藏高原上垫状植物最发达的地区，甚至可组成优势群落或群丛，形成大面积垫状植被景观。但可可西里虽然有着分布面积庞大的种子植物群落，但却少有树种。最为典型的就是可可西里东南区域的西藏那曲，历史上那曲境内没有一棵树，政府曾拿出高额的悬赏令，称不论谁能在那曲种活一棵树就奖励30万，结果很多人种了无数次都没能成功。后来在相关科研人员的努力下，那曲终于打破了没有树的历史记录。

许多可可西里神秘之处都源于其独特的地理和气候，海拔四五千米高原上的天空颜色比平原上蓝得多，甚至蓝中带暗，蓝中带黑。即使天边也是蓝的而不是白色的，也正由于高原上大气稀薄，散射光线弱，因此不能掩盖天空中的其他光亮物体，例如高原上白天常常出现平原上见不到的日月并照的奇观。在夜间，头顶上繁星满天，但都不眨眼，甚至还能看到一片彩色的遥远星云。可可西里还有许多奇事，例如“太阳雨”。因为可可西里夏季中气温低而地面温度却不低，夏季午后大气上下对流活动还比较发达。但是高原上空天气系统移动又快，降水很快就过去了。降水时除头顶外天空常常大部分是蓝的，常常还有太阳。“东边日出西边雨”的现象比平原上要显著得多。