从西藏的大地貌形态划分，巴青县所处的自然环境属于东部。唐古拉山脉从巴青县中部穿过，把整个县划分为唐北和唐南两大部分。北部与唐古拉山南麓相接，地形平坦开阔，气候寒冷，是重要的牧业基地。东西部属河谷地带，有明显的垂直气候。由于巴青县处于藏北高原南羌塘大湖盆区，其人文自然景观丰富而奇特，文化底蕴深厚。巴青县境内具有独特的低纬度高原性气候条件，发育了众多高山峡谷地貌。巴青境内有长江、怒江两大水系。长江水系在巴青境内成为当曲河。怒江水系据称发源于唐古拉山南麓的安多境内，流经那曲县、比如县、经巴青的索曲、澎曲、良曲、羌曲、热玛曲和松曲等多条河流，经过二十多个区域，然后，流经西藏多个县，进入云南省内，最终流入印度洋的安达罗海。巴青县境内有长江、怒江两大水系。

巴青县总面积9810平方公里（0.981万平方公里），占那曲地区土地总面积的17.19%。

境内有雪山、冰川、湖泊、河流，水资源是那曲地区较丰富的县之一。巴青县水资源较为丰富，共有大小河流47条，其中主要河流以索曲河、本曲河、益曲河、连曲河、良曲河等，贡日、岗切山峰常年不化的冰川；大小湖泊6个，主要水资源有地表水、地下水和降水。

巴青县属高原温带季风湿润气候区，年平均气温为1.7摄氏度左右，日最高气温为29.7摄氏度，是那曲地区最高值，日最低气温为零下36.8摄氏度，全年各月极端最低气温可降至0摄氏度以下。平均无霜期为96天，常年多大风，平均大风日数为106天，多雷暴，历年平均雷暴次数为118次，多冰雹，最大冰雹的最大直径为43mm，平均重量为14克，年平均降水量为607.00mm，年平均蒸发量为760mm，最大冻土深度为3700px， 风向频率最多为西北方向，最大瞬间风速为40.0m/s，年均日照时数为2725小时左右，历年最大雪深为875px。

巴青县高山寒漠土分布于西部和北部的本塔乡、岗切乡、贡日乡境内，海拔在5000米以上。高山寒漠土分布的地区气候严寒，年平均4.8℃，因为受寒冻和冰雪剥蚀，角峰林立，地面覆盖杂乱的岩石。

高山寒漠土是脱离冰川最晚的土壤，绝对年龄短，其成土特点：一是在低等植物和微生物参与下的原始过程；二是植物地下部的残体，在严寒的作用下分解极其不完全而积聚的有机质；三是在强烈的冰冻作用下土壤水分蒸发弱，可溶物质下渗受到阻碍，铁质在土壤表层相对聚集。在地势平缓处和质地偏重的剖面中可见锈色或者呈现黄色。

巴青县高山寒漠土土体浅，碌石含量高，土层分化弱，土壤质地轻，土壤PH值在7以上。

由于受气候、土壤性质、海拔高度等因素的影响，草地植被分布较为复杂，植物种类多样，植物资源相对丰富，植物分布从东南向西北逐渐递减，由东南向西北依次出现山地森林--亚高山、高山灌木丛--高寒草甸--高寒草原--高寒半荒漠。植物垂直带谱为山地森林--亚高山、高山灌木丛--高寒草甸--高寒稀疏植物直到冰雪皑皑终年积雪的高山。巴青县草地植被异常复杂。植物种类繁多，其中禾本科种数最多，其次为菊科、豆科、毛茛科。

巴青县平均海拔4500米以上，显著的气候为各类动物的生长创造了良好的条件，生物多样性较为丰富。主要野生动物有狼、藏狐、棕熊、猞猁、岩羊、藏原羚、盘羊、藏鼠兔、黑唇鼠兔、喜马拉雅旱獭（雪猪）、白唇鹿、西藏野驴、豺、林麝（獐子）、水獭、秃鹫、雪鸡、斑头雁、藏雪鸡、黑颈鹤、白鹭、绿鹭、黄鸭等。巴青县的家养动物有牦牛、马、羊、狗、奶牛、猫等。

由于受气候、土壤性质、海拔高度等因素的影响，巴青县草地植被分布较为复杂，植物分布从东南向西北逐渐递减，由东南向西北依次出现山地森林--亚高山、高山灌木丛--高寒草甸--高寒草原--高寒半荒漠。植物垂直带为山地森林--亚高山、高山灌木丛--高寒草甸--高寒稀疏植物直到冰雪皑皑终年积雪的高山。