塔克拉玛干地下水以咸水为主。塔克拉玛干区域远古时期是海洋，经亿万年地壳运动，陆地上升，海水退缩，海洋中盐类留存下来，这也是塔克拉玛干附近罗布泊、茶干盐湖等形成的原因，虽然塔里木河水是淡水，但流入塔克拉玛干区域的塔河水溶解了留存下来的盐类，使得塔克拉玛干地下水仍然是咸水。