青海湖的构造断陷湖，湖盆边缘多以断裂与周围山相接。距今20～200万年前成湖初期，形成初期原是一个大淡水湖泊，与黄河水系相通，那时气候温和多雨，湖水通过东南部的倒淌河泄入黄河，是一个外流湖。至13万年前，由于新构造运动，周围山地强烈隆起，从上新世末，湖东部的日月山、野牛山迅速上升隆起，使原来注入黄河的倒淌河被堵塞，迫使它由东向西流入青海湖，出现了尕海、耳海，后又分离出海晏湖、沙岛湖等子湖。

由于外泄通道堵塞，青海湖遂演变成了闭塞湖。加上气候变干，青海湖也由淡水湖逐渐变成咸水湖。湖的四周被四座巍巍高山所环抱：北面是大通山，东面是日月山，南面是青海南山，西面是橡皮山。这四座大山海拔都在海拔3600～5000米之间。青海湖面积达4456平方公里，环湖周长360多公里，比著名的太湖大一倍还要多。