大柴旦附近的雪山叫大柴旦雪山。山顶终年积雪，温泉沟静静流淌了几万年。相传这里是西王母和七仙女沐浴的地方，自有人类活动以来就吸引先民往来停留，更是丝绸之路上南来北往的商贾僧侣和各国使节休整洗浴、驱除疲乏，再行赶路的重要驿站。

大柴旦有众多高山、戈壁、湖泊，北有党河南山、土尔根达坂山、柴达木山、绿草山等它们都属于祁连山脉，主峰都在海拔4000雪线以上，其中柴达木山主峰海拔5701米，古尔班宝山主峰海拔5600米；哈尔达坂主峰海拔5520米等，山区的平均海拔为4000米以上。境内还有塔塔河、大哈勒腾河、马海河、鱼卡河等；湖泊有大柴旦湖、小柴旦湖、西抬吉乃尔湖等，有趣的是，河流都是淡水河，而这里的湖泊则都是咸水湖。