柴旦地区海拔较高，行政委员会驻地柴旦镇海拔3173米，气候终年多风少雨，年平均降水量为83.5毫米，无霜期为108天，年平均气温1.4摄氏度，属高原沙漠气候。大柴旦地区的河流均为内流河，湖泊多为盐湖，水源以周边山地冰雪融水和地下水为主要补给来源。区内多雅丹地貌、温泉。大柴旦地区矿产丰富，铅、锌、金、银、铬、重晶石和煤矿蕴藏量大，另外在其盐湖中还富含硼、锂、芒硝、溴、食盐、钾和镁。其矿产保有储量潜在总价值估计为57560亿元人民币，约占青海省的三分之一。
行政区划.下辖2个镇：