可可西里位置位于青海省和西藏北部，小部分在新疆，可可西里国家级自然保护区位于青海省玉树藏族自治州西部，是中国建成的面积最大，海拔最高，野生动物资源最为丰富的自然保护区之一。
广义的可可西里包括了羌塘无人区、阿尔金山无人区和青海可可西里无人区，三者相连，面积近60万平方公里，我们通常说的可可西里自然保护区就只青海省内的区域，只占了三分之一。现在，因为牧民的扩张，可可西里无人区已经缩小了四成。
整片无人区地处青藏高原腹地，以最东南的青藏公路109国道为界，西至阿里地区改则县，拜惹布错胡附近，北靠绵延千里的昆仑山脉，南抵唐古拉山脉。整个无人区中间横亘着一条东西走向、长达500公里的山脉，这就是可可西里山脉，这也是可可西里的名称由来。
这里的平均海拔是5000米，含氧量连内地的一半都不到，再加上这里极端的气候，即使是在夏季的夜晚，温度也能降到零下二三十度，而且天气反复无常，随时都有可能下雨或者下雪，高寒和缺氧让这里的植被极其稀少。
可可西里山脉的主峰是岗扎日，海拔6305米，耸立在可可西里的核心区，终年积雪，地质学家们发现，在冰山附近发现了大量的放射虫和海绵化石，这说明，在亿万年前，这里曾是一片汪洋，直到印度板块和欧亚板块相撞，喜马拉雅山崛起，这里才变成了今天的模样。
