（1）地質(zhì)地貌
自然保護(hù)區(qū)位于伊犁盆地中央拗陷帶北緣，地處天山支脈阿拉斯山山前荒漠草原邊緣，為山前傾斜平原向山地的過渡帶。保護(hù)區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)為北高南低，北靠察汗烏遜山和別珍套山，東、南、西三面為丘陵、平原地貌，地形由北向南傾斜，海拔高度656～1045米。保護(hù)區(qū)主要包括丘陵、平原和低階地河灘3種地貌類型。
（2）水文
自然保護(hù)區(qū)及周邊河流水系主要有：薩爾布拉克水系、果子溝水系。泉水溝主要有解放泉、西大泉、卡拉麻扎泉水、卡桑布拉克泉等。自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有麻桿溝水庫Ⅰ庫、麻桿溝水庫Ⅱ庫、倒須溝水庫、卡桑布拉克水庫四座小型水庫。自然保護(hù)區(qū)地下水大部分儲(chǔ)存在扇緣地帶至低階地河漫灘。地下水深3～80米，地下水補(bǔ)給主要靠河流、水田及降水入滲形成，埋深約1～20米，多為微硬水，水質(zhì)較好。
（3）土壤
土壤類型主要有灰鈣土、鹽土、潮土、風(fēng)沙土、沼澤土等。其中灰鈣土是自然保護(hù)區(qū)最主要分布的土壤，廣泛發(fā)育于覆蓋有黃土狀母質(zhì)的山前傾斜平原、伊犁河高階地和低山帶黃土丘陵的中下部，土壤速效氮含量低，速效磷含量極缺，土壤中氮、磷肥含量比例失調(diào)。
（4）氣候
自然保護(hù)區(qū)屬大陸性溫帶氣候。具有光照豐富，冬夏冷熱懸殊，春溫不穩(wěn)，秋季降溫快，溫度日變化大，干燥少雨等典型的大陸性氣候特點(diǎn)。同時(shí)，降水的垂直帶分布明顯，山區(qū)降水量相對(duì)平原區(qū)較大；冬季積雪豐厚，凍土較深，大風(fēng)日數(shù)較多。年平均氣溫在8.2～9.4°C，極端最高氣溫為40.1℃，極端最低氣溫為—42.6℃。無霜期平均為165天，年均降水量140～460毫米，年均蒸發(fā)量1400～1900毫米。一般積雪深度20毫米左右，年均積雪日數(shù)84～107天，年均大風(fēng)日數(shù)22～34天。
