玉树州是长江、黄河、澜沧江的发源地，境内河网密布，水源充裕，素有"江河之源、名山之宗、牦牛之地、歌舞之乡"、"唐蕃古道"和"中华水塔"的美誉。。在西部 的可可西里地区，有众多的内陆湖泊。黄河干、支流在州境内总长559公里，长江为3380.2 公里，澜沧江为1792公里，总流域面积23.80万平方公里，占全州总面积的89.12%。多年平均径流量1022.3立方米/秒，年径流量324.17亿立方米，理论水力蕴藏量542.7万千瓦。据估算，地下水资源为114.92亿立方米，冰川储量1899.9亿立方米。可开发装机容量0.4万千瓦的水电站15座，0.386万千瓦的水电站26座。

    高寒是该州气候的基本特点。全州气候只有冷暖之别，无四季之分，全年冷季7─8个月，暖季4─5个月，没有绝对无霜期，气候寒冷而干湿不均，年平均气温-0.8℃，年最低气温-42℃，最高气温28℃，年平均降水量463.7毫米，空气含氧量要比海平面空气含氧量低1/3─1/2。灾害性天气多，大雪、早霜、低温、干旱、冰雹等自然灾害，严重制约着农牧业生产的发展。 全州年日照时数在2，467.7小时─2，789.1小时之间，年辐射量每平方厘米在623.5千焦耳─674.7千焦耳之间，均大于同纬度的东部地区。