早期的科学考察认为，纳木错的最大深度为33米，但最近两年对湖泊的重新测量发现，纳木错最深处超过了120米。蓄水量768亿立方米，为世界上海拔最高的大型湖泊。 

   “纳木错”为藏语，蒙古语名称为“腾格里海”，都是“天湖”之意。纳木错是西藏的“三大圣湖”之一。 纳木措是古象雄佛法雍仲本教的第一神湖，为著名的佛教圣地之一。 

   纳木错所在的青藏高原，是起自于约7000万年前开始的造山运动中欧亚大陆板块与印度板块相挤压而隆起的产物。根据地质学的勘测资料和科学考察，纳木错地区属拉萨地体，以至少10亿年前的前寒武纪陆壳构成基底，经过漫长岁月，约在晚侏罗纪增生到部分羌塘地体上面 。

    纳木错是第三纪末和第四纪初，喜马拉雅运动凹陷而形成的巨大湖盆。其形成和发育受地质构造控制，是经喜马拉雅运动凹陷而成，为断陷构造湖，并具冰川作用的痕迹。后因西藏高原气候逐渐干燥，纳木错面积大为缩减，现存的古湖岩线有8~10道，最高一道距现在的湖面约80余米。 

    纳木错在北纬30°30′至30°35′和东经90°16′至91°03′之间。位于藏北高原的东南部，西藏自治区的中部，拉萨市区划的西北边界上和其以北的当雄县和那曲市东南边界班戈县之间，距离拉萨240公里。约有60%的湖面在那曲地区的班戈县内，40%的湖面在拉萨市的当雄县内。纳木错向南距拉萨市区约100千米。纳木错湖南边和东边是高峻的冈底斯山脉和雄伟的念青唐古拉山脉，北边是起伏较小的藏北高原丘陵，整个区域形成了一个封闭性较好的内流区域 。

    纳木错南面有终年积雪的念青唐古拉山，北侧和西侧有高原丘陵和广阔的湖滨。它的东南部是直插云宵，终年积雪的念青唐古拉山的主峰，北侧倚偎着和缓连绵的高原丘陵，广阔的草原绕湖四周，天湖象一面巨大宝镜，镶嵌在藏北的草原上。 

    纳木错面积1940平方公里，是青藏高原众多湖泊的第二位，周长约318千米，是中国西藏自治区最大的内陆湖，是世界上最高的大湖 。湖水清澈透明，湖面呈天蓝色。中国的第三大咸水湖（在20世纪70年代以前为中国第三大咸水湖，自从罗布泊干涸后成为中国第二大咸水湖，第一大是青海湖；据从事青藏高原湖泊研究的中国科学院青藏高原研究所的数据显示，截至2014年6月，原本是中国第三大咸水湖的西藏色林错面积已达2391km²，较纳木错多出369km²，取代纳木错成为仅次于青海湖的中国第二大咸水湖。），也是世界上海拔最高的咸水湖，湖面海拔高达4718米，高出第一大湖青海湖约1500米。最深处约33米以上。其周围有大小湖泊1500多个。

    纳木错湖是念青唐古拉山西北侧大型断陷洼地中发育的构造湖泊，属内流湖。其湖盆呈西南—东北走向，西侧宽、东侧窄。纳木错湖的北面是高原丘陵，海拔约5000米～5500米，地势较平缓，其南面和东面是冈底斯山和念青唐古拉山的谷地，海拔高度约4000米～4300米，自南向北逐渐增长，念青唐古拉山脉高约5500米～6000米以上，其主峰高达7000多米，形成了一天然屏障，所以尽管纳木错湖水面海拔高，但由于念青唐古拉山脉以东的阻隔而成为内流湖。

    纳木错湖中有3个较大的小岛，这些岛很少受到外界的干扰，故栖息的鸟类繁多，人称鸟岛。西北部的朗多岛是湖中最大的岛屿，其东西长2千米，海拔为4854米。

    纳木错是世界最高的大湖，也是西藏的第一大湖。最大水深达33米以上，湖水矿化度大致为1.7克/升左右，水质微咸，不能饮用，是中国仅次于青海湖的第二大咸水湖。纳木错是一个封闭式湖泊，湖区降水衡少，日照强烈，出水途径只有湖面蒸发，每年蒸发的水量为23.04亿立方米；入水途径有两部分：湖水来源主要是天然降水和高山融冰化雪补给，一部分是流域内冰川的融水，另一部分是流域总面积土地上降雨所形成的径流。据计算，进入湖泊的冰川融水为1.24亿立方米/年，降水径流为13.34亿立方米/年，按年降雨量410mm计算，直接降落到湖面上的水量为7.87亿立方米/年。以上两项合计年入湖水量约为22.56亿立方米。据以上数据计算，纳木错每年的出、入水量基本平衡，湖泊的换水期为34.15年。

    纳木错属半湿润半干旱过渡地带，光、热、水资源充足，气压低，在当雄班戈测得的空气密度为0.73千克/立方米，年辐射总量约7000兆焦耳/平方米，年日照时数达3000小时左右，年均日照率大于65%，雨、旱季节分明，每年6月～10月为雨季，多年平均降水量为410毫米，11月至翌年5月为旱季。 

    多风是纳木错流域及其附近地区气候的显著特点，对比当雄和班戈的资料，多年平均8级以上大风日为：当雄73.8天，班戈85.5天。大风日主要集中在12月至翌年5年，该时期当雄的大风日占全年的79.4%，班戈占全年的71.7%；一日之中大风常常出现在下午和傍晚，纳木错水面上风力尤为猛烈；纳木错的主导风向为西南风  。

冰期

    由于气候高寒，冬季湖面结冰很厚，至翌年5月开始融化，融化时裂冰发出巨响，声传数里，亦为一自然奇景。每年藏历元月十五日左右一天之内，整个湖面结冰封冻，到藏历四月十五左右，也在一天之内湖面大部分冰冻消失。纳木错地处藏北高原，每年冰封期长达5个月（完全封冻时间近3个月）。湖体完全封冻后，冰面厚达2米以上，不但可行人走畜，而且可行驶汽车。