咸海深居亚欧大陆内部，距海远温带大陆性气候，降水量少，蒸发量大属于内流湖，湖水的支出方式是蒸发，所以河流携带来的盐分大量积累，形成了咸水湖

咸海属于内陆咸水湖，东北部锡尔河，南部阿姆河注入，由于两条主要补给河流经图兰平原，也就是哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦的主要农产区，随着其经济发展灌溉和工业用水需求量增大导致注入咸海的补给水减少，导致咸海面积缩小。