在青海省西北部，青海湖以西，另一部分飞地在省境西南隅，由两块互不相连的地区组成，邻新疆、西藏两自治区和甘肃省。面积31.96万平方千米。人口34万。辖德令哈、格尔木2市，乌兰、天峻、都兰3县和大柴旦、冷湖、茫崖3行政委员会。州人民政府驻德令哈市。古为羌地，东部为先零、卑禾等羌人驻牧，西部为婼羌地。西汉元始四年(4年)东部隶于西海郡。东晋时期，大部为吐谷浑地。隋大业五年(609年)属西海郡，隋末，复为吐谷浑地。唐地入吐蕃。宋西部为黄头回纥地，东部为吐蕃居地。元分隶于吐蕃等处宣慰司和甘肃行省沙州路。明初设安定、阿端、曲先、罕东四卫(即塞外四卫);正德七年(1512年)为东蒙古统治区;崇祯十年(1637年)，为卫拉特蒙古(西蒙古)驻牧地。清雍正三年(1725年)统归“钦差办理青海蒙古番子事务大臣”管辖。1912年隶青海办事长官。1915年由甘边宁海镇守使兼辖。1917年归都兰理事辖。1930年属都兰县，省直辖。1950年都兰县人民政府成立，驻香日德。辖四区：一区为希里沟(今乌兰县地);二区为汪什代海(今天峻县地);三区为柯鲁沟(今德令哈地);四区为香日德(今都兰县地)。1952年都兰县改为都兰自治区，省直辖。1954年1月25日建立海西蒙藏哈萨克族自治区(1953年8月8日批准)，驻察汗乌苏。因地处青海湖以西得名。在此之前，都兰理事、都兰县、都兰自治区之辖区皆为海西州之全境。而都兰之统称，即源于此，先有都兰之统称，后有海西之名。1955年改为自治州。1959年自治州移治大柴旦。1963年更名为海西蒙古族藏族哈萨克族自治州，再次移治于德令哈。1985年改今名。北有阿尔金山及祁连山，成为与新疆、甘肃的天然分界线，南有昆仑山系的祁漫塔格山、博卡雷克塔格山、布尔汗布达山，多雪山及冰川。中部为柴达木盆地。南缘有唐古拉山。水资源丰富。除长江正源沱沱河属外流水系外，其余有那棱格勒河、哈尔腾河、格尔木河、柴达木河、布哈河、都兰河、疏勒河等大小160余条河流均系内流河。湖泊有托素湖、达布逊湖、苏干湖、东西台吉乃尔湖、南北霍鲁逊湖，有察尔汗、茶卡、柯柯等著名盐湖，其中察尔汗盐湖为全国最大盐湖。属大陆性高原气候。农产春小麦、青稞、白豌豆、蚕豆、油菜籽、马铃薯等。草原辽阔，畜产藏系绵羊、牦牛、马、骆驼等，并有野牦牛、野驴、猞猁、白唇鹿、羚羊、麝、雪豹、班头雁等野生动物和罗布麻、甘草、枸杞、党参、麻黄、凤毛菊、锁阳等多种药材。矿产有煤、铁、金、银、石油、天然气、芒硝、铅、锌、硼等，其中湖盐、氯化钾、氯化镁、锂、石棉、硅灰石、溴等居全国储量之首。工业有采矿、煤炭、电力、石油、化工、汽车修配、畜产品加工、毛纺等。青藏铁路(在建中)和青藏、青新、敦格、格茫公路经此。民航可通北京、西宁、格木尔。名胜古迹有唐代吐蕃墓葬群、塔里他里哈遗址、鲁莽沟岩画和长江源头、各拉丹冬雪峰冰塔林、大柴旦温泉、雅丹地貌、万丈盐桥等。