地理地貌
库姆塔格沙漠风景名胜区风沙地貌、景观类型齐全。沙漠地形地貌有沙窝地、蜂窝状沙地、平沙地、波状沙丘地、鱼鳞纹沙坡地、沙漠戈壁混合地等。沙丘轮廓清晰、层次分明；丘脊线平滑流畅，迎风面沙坡似水，背风坡流沙如泻。站在大漠深处沙山之巅，可静观大漠日出的绚丽，目睹夕阳染沙的缤纷，赞叹“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮景。库姆塔格沙漠的南缘就是唐代连通沙州（敦煌）和西州（吐鲁番）的古丝绸之路的另一通道大海道。唐代文书称：“大海道，右边出柳中县（今鄯善鲁克沁镇）界，东南向沙州（敦煌）一千三百六十里。常流沙，行人多迷途。有泉井，咸苦，无草。行者负水担粮，履绕沙石，往来困弊。”因为环境艰苦、道路险远，唐代称库姆塔格沙漠为“大患鬼魅碛”，大海道也因此而成为丝绸古道中最为神秘和艰辛的险途，至今还蒙着一层神秘的面纱，吸引着无数勇敢的中外探险者。
盛夏之日，沙漠处处热浪袭人，仿佛燃烧着熊熊火焰。一到这里，游人会感到酷热，瞬间就会大汗淋漓、热气绕身，给人以置身桑拿室般的感受。但是，在沙漠的北缘，又有一条清澈明净的小河，潺潺流水，傍依沙山蜿蜒西去。在小河两旁，随处可见的柳树、杨树挺拔伫立，盘根错节，状如盘龙。如果置身这片葱绿之中，听流水淙淙，任凉风吹拂，气温可骤降20℃～30℃，顿时又令人倍感凉爽。塔格沙漠的沙疗是维吾尔族医学的重要组成部分，已有上千年的历史，以操作方法简单易行、功效神奇独特而著称于世。沙疗对治疗风湿和类风湿关节炎、腰酸背痛腿抽筋、风寒病、免疫力下降等多种疑难杂症，具有神奇的疗效。
沙海研究
库姆塔格沙漠位于中国西北干旱区。十余条重要地表径流曾穿过沙漠汇集于罗布泊洼地。巨厚的出露地层和地表沙丘的分布格局详尽地记录了西北干旱区气候、水系及地理环境演化历史。揭秘这一系列地理、地质信息对西北干旱区形成和演化过程及对研究全球气候变化和青藏高原隆起的响应有着深远的科学价值和理论意义。
库姆塔格沙漠的主体在新疆，在甘肃境内分布有47%的面积。由于主风方向及地形的缘故,库姆塔格沙漠发生危害的重点区域在甘肃境内。敦煌，有着享誉世界的莫高石窟，长期以来由于积沙、风蚀和粉尘的危害，保护工作变得越来越艰难；敦煌西湖自然保护区是一个荒漠——湿地生态系统类型的自然保护区，位于党河与疏勒河交汇处,地处库姆塔格沙漠前沿，保护区总面积6600 km2，是区内重要的水源涵养、调节区，也是大量珍稀鸟类和野生动物的栖息繁衍地，保护区内所保护的植被在敦煌绿洲外围形成了一道绿色屏障，对保护区域生态环境和改善区域气候条件，特别是对保护世界文化遗产--敦煌莫高窟和沙漠奇观--月牙泉发挥着至关重要的作用，但由于风沙危害，保护区的面积日渐缩小，湿地内部已开始出现沙漠化现象。研究库姆塔格沙漠的形成和变化过程对于敦煌生态景观和人文景观的保护有现实意义。
科考发现
2007年10月，中国对库姆塔格沙漠的首次大规模、多学科综合科考，科学家们获得了四大新发现：两条大峡谷，抗旱植物——“沙生柽柳”，40峰野生双峰驼和湖泊。这是记者昨日从甘肃省治沙研究所获悉的。科学家称，这些新发现对研究该沙漠具有重要意义。
发现一 两条大峡谷内清泉流淌
科考队科学家、甘肃省治沙研究所王继和所长介绍，他们在库姆塔格大沙漠的西南部，首次发现了两条大峡谷。这两条大峡谷相距十多公里，峡谷内怪石嶙峋，泉水流淌，风景奇特。科考队的专家们认为，沙漠中存在如此完整、壮观的峡谷地貌，这在中国八大沙漠里绝无仅有，堪称自然界奇观。其中一条峡谷长约80多公里。
发现二 沙漠北部有“沙生柽柳”
科考队在沙漠北部阿奇克谷地发现抗旱植物——“沙生柽柳”新的分布区，这对研究抗旱植物、防止沙化具有十分重要意义。
张所长强调，这次发现柽柳属少见种类“盐地柽柳”和“白花柽柳”。
发现三 沙漠中还有野骆驼
科考队在库姆塔格沙漠北部及南部，先后总计见到了近40峰野生双峰驼活动，其中观察到多峰幼驼。
此外，科考队的地质、地貌、气候、水文、土壤、植被、动物、测绘、综合等专家小组，还从各个方面对库姆塔格沙漠区域沙漠分布规律、沙丘类型与沙丘形态特征、沙漠形成时代及演化过程、沙漠区域气候环境特点、地表水文状况及古水文网的变迁、植被分布与植被类型特征、土壤特征、资源与环境状况、生物多样性特征等自然环境要素系统地进行了调查和基础数据的采集。
发现四 沙漠腹地还有季节河
在沙漠南部多个沟道发现泉水出露，并在沙漠腹地发现季节性河流和尾闾湖。
本次综合科学考察是在甘肃省治沙研究所和中国林科院、兰州大学等多家单位自2004年以来连续3年初步考察的基础上，又一次从国家生态安全、落实“十一五”中长期科学技术发展战略规划、加强基础性研究出发，集多部门、多学科、大规模、全方位、系统性的综合科学考察。得到国家基础研究专项“库姆塔格沙漠综合科学考察”的资助。
