诺尔盖草原气候比较寒冷,年平均气温约为0℃-2℃,年降水量约为600-700毫米。南部的红原县最高月均温不超过15℃,北部玛曲县最高月均温仅10℃上下。
诺尔盖境内地势平阔,是黄河上游一些大支流如黑河、白河、贾曲的汇流处,水资源丰沛,光热条件好,因此形成了水草丰茂、适宜放牧的草原。