戈壁沙漠劃分的地貌類型包括戈壁、沙漠、沙地和周圍的低山丘陵，這些地貌類型同構形成壹個幹旱的內陸盆地。新疆有三大盆地(準噶爾、塔裏木和吐哈盆地)、河西走廊、青海柴達木盆地、寧夏銀川盆地、陜北和內蒙古西部阿拉善地區。盆地按水動力條件和地貌可分為兩類:壹類是匯流盆地，地表水和地下水從周圍的山地向盆地中心匯聚，如準噶爾盆地、塔裏木盆地和柴達木盆地；另壹種是單斜盆地，地表水和地下水從山的壹側流向平原，如河西走廊。塔裏木盆地和準噶爾盆地主要由周邊山區的5700多條河流補給。但近年來，由於上遊過度用水和水庫蓄水，下遊河床幹涸，湖泊萎縮，水體鹹化，加劇了荒漠化。然而，由於地下水位的上升，灌區土壤鹽堿化嚴重。大盆地中心的沙漠地區降水少，蒸發量大。年平均降水量從東部毛烏素沙漠東南部的400mm向西北逐漸減少，內蒙古阿拉善地區為50 ~ 150 mm，新疆塔克拉瑪幹沙漠中部已減少到不足25mm。同時，蒸發量也在增加。柴達木盆地蒸發量2000~3500mm，阿拉善沙漠中部和內陸盆地可達4000mm以上。導致植被的生存條件更加惡劣，形成了大量的戈壁灘和流沙區。中國西北地區沙漠總面積為49.2×104km2，占全國沙漠總面積的69%。戈壁總面積為41.75×104km2，占全國的73.3%。戈壁灘除了壹小塊綠洲外，大部分土地都不能利用。
該地區的主要地質災害是荒漠化，表現為土地沙化、鹽漬化和草地退化。準噶爾、塔裏木盆地、騰格裏沙漠、巴丹吉林沙漠、烏蘭布和沙漠、庫布齊沙漠、毛烏素沙地及其周邊地區是土地荒漠化強烈發育區。柴達木盆地東部是荒漠化和鹽漬化的強烈發育區。塔裏木河中上遊水資源過度開發導致下遊水源涵養不足，河流長期斷流，造成天然胡楊林和人工林大量死亡。由於人為砍伐樹木，準噶爾盆地梭梭灌木林的面積減少了68%以上。新疆草地退化和沙化面積已達21.33×104km2，占草地面積的37.2%。青海中度以上草地退化面積已達7.33×104km2，占草地總面積的20.1%。寧夏靈武磁窯堡-白土崗及鹽池部分地區、中衛北部、陶樂等地區土地沙化強烈。據陜西、寧夏兩省(區)初步統計，土地沙化面積為1.93×104km2。由於土地沙漠化，許多良田和綠洲被沙塵暴覆蓋。鄂爾多斯高原神府東勝礦區土地沙化、荒漠化面積已超過4.17×104km2，占總面積的86%以上。
該區主要礦產為油氣、煤炭和非金屬鹽，如新疆克拉瑪依油田、塔裏木油田、吐哈油田、青海柴達木油氣、甘肅玉門油田等。寧夏石嘴山、陜西、蒙古邊境地區的煤炭資源。甘肅和新疆戈壁地區的金屬礦產以有色金屬、黑色金屬和稀有金屬為主，如甘肅省的白山塘銅礦、公婆泉銅礦和匯通山銅礦，新疆的黃山銅鎳礦，鄯善縣的梧桐溝鐵礦，哈密市的天湖鐵礦和哈密市的慈海鐵礦。青海察爾汗鉀鎂鹽礦等鹽類礦產。
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