该保护区地处柴达木盆地东北部，位于海西蒙古族藏族自治州德令哈市境内，介于北纬37°15ˊ～37°20ˊ，东经96°51ˊ～96°58ˊ海拔 2 810m，面积 41 120hm2。其中湖水面积 227hm2，沼泽、芦苇塘面积3 36lhm2。可鲁克湖为淡水湖，面积为6 000hm2；托素湖为咸水湖，面积为16 700hm2。在距湖西北岸约4.6和6.1km处的水面上有两个面积为13和370hm2的岛屿。区内气候属荒漠、半荒漠大陆性气候，其特点干旱。风蚀严重，蒸发强烈，水源补给日渐减少，年平均气温3℃左右，极端最高气温33．l；日照时间长，全年日照时数可达3 353.5h，年降水量100mm，蒸发量多达2 233.2mm。 
     
    可鲁克湖—托素湖是柴达木盆地荒漠景观中两个非常重要的水体，形成淡水湖与咸水湖相连的特殊湿地生态系统。湖泊及沼泽区域是雁鸭类等30余种水禽鸟类的栖息繁殖地，湖周围的荒漠与戈壁滩是鹅喉羚的主要栖息地。可鲁克湖还是当地的重要水产养殖地，水生植被丰茂，有20多种植物。