自然地理
（1）地理位置及地形地势
巴音布鲁克遗产地位于新疆天山的中部，地处中天山，总体地势较平缓，西部略高，最高海拔2,600m，最低点2,390m，相对高差210 m。遗产地位于尤尔都斯盆地底部沼泽地，发源于艾尔宾山的开都河从西向东横穿中部。
（2）气候
遗产地四面环山，属温带大陆性干旱气候，夏季凉爽短暂，冬季寒冷漫长，无霜期极短。全年平均气温-4.6℃，极端高温28.3℃，极端低温-48.1℃。年平均降水量276mm，降雨集中在6~8月份，占全年50~70%；降雪集中于1~3月，年平均降雪为70.5mm。年蒸发量1,128mm，平均相对湿度69%。
（3）水文
遗产地属于开都河流域，为开都河上游汇水区。水源补给以冰雪融水和降雨为主，局部地区有地下水补给，四周雪山形成的无数大小河流汇入开都河中，九曲十八弯的河道沿岸形成了大约1,000 km2的沼泽草地和湖泊。
（4）土壤
遗产地发育了以高山盆地沼泽土为主的土壤，由于地貌和水分条件的变化，还发育了其他类型的土壤。高山盆地泥沼泽土，主要分布在泉水溢出带和终年积水处；高山盆地泥碳沼泽土分布在中部沼泽地明水区和河流泛滥区；高山盆地草甸沼泽土分布在与泥炭沼泽土相邻而地势稍高的地段；高山盆地草甸土分布于沼泽与草原的交接带及中部低洼地中；草甸草原土分布在遗产地边缘地带。

地质构造
（1）构造背景
遗产地所在的尤尔都斯盆地位于西天山地槽褶皱带东端与南天山地槽褶皱带中段，地质构造上属于山间断陷。三叠纪时开始沉降；白垩纪处于隆起剥蚀阶段；晚第三纪又开始陷落，盆地逐
次扩大；第四纪遭受不同冰期的冰川作用，逐渐演变成今天的地貌。
（2）地层岩性
基岩由泥盆系及石炭系的石灰岩、泥岩、变质岩及火成岩组成。古生代泥盆系、石炭系地层大量出露，中生代地层零星出露；新生代新近系地层有少量分布，上部为苍棕色、褐黄色山麓河流相碎屑岩，下部为河湖相红色砂质泥岩、泥岩夹砂岩和石膏；新生代第四系地层广泛分布。盆地中部覆盖了巨厚的第四系疏松沉积物，四周洪积冲积扇以砾石和砺质砂土为主，上覆黄土；中部沼泽地为富含有机质的淤泥。

地貌特征
遗产地所处的尤尔都斯盆地是一个典型的高位山间断陷盆地，盆地内部地势平缓，沿盆地边山麓是由冲积扇、洪积扇联合组成的倾斜平原。盆地边缘有大量冰碛物组成的丘陵地，第四纪冰碛阶地以下为洪积扇带。开都河从盆地中部穿过，河漫滩十分宽阔，曲流迂回，发育了大面积的草墩沼泽。

生物生态
（1）植物
植物区系特征
巴音布鲁克遗产地在中国植被区划上，属于新疆荒漠区，东疆-南疆荒漠亚区，天山南坡山地草原省，尤尔都斯盆地小区。该区域植物种数相对贫乏，但多样性相对丰富。其中被子植物54科245属681种，占到该地区维管束植物总种数的96.74%，处于却对优势地位。植物区系成分中，温带分布的属包括北温带分布、旧世界温带分布两大类型，共161属，占总属的75.94%，处于绝对优势。该地区植物物种与中亚交流相对较多，与东亚交流很少。
植被类型
根据《中国植被》的分类原则，巴音布鲁克遗产地的自然植被可划分为3个植被型，3个植被亚型，14群系。由于寒冷和冻土作用，这一区域缺少乔木，以典型高寒沼泽草甸为主。山坡和坡麓为广阔的紫花针茅高寒草原；潮湿的谷地底部发育着以苔草、发草、灯心草等构成的沼泽草甸和沼泽植被。沼泽植物群落的均匀度和优势度指数均高于丘状沼泽。主要植被类型从高到低为：
高寒草原： 主 要 类 型 有 紫 花 针 茅 草 原 、 座 花 针 茅草 原 、 假 羊 茅 草 原 和 杂 类 草 草 原 。 分 布 在 提 名 遗 产 地海 拔 2 , 5 0 0 ~ 2 , 6 0 0 m 的 地 段 ， 群 落 由 座 花 针 茅 （ S t i p as u b s e ssilifl o r a）、紫花针茅（S. p u r p u r e a）、长芒针茅（S. k r y lov ii）、拟绵羊茅（Fe stuca ps eudov ina）、伏地龙胆（Ge n ti a n a d e c umb e n s）、二裂矮陵菜（p o t e n till abifurca）、扁穗冰草（Agropyron cristatum）、早熟禾（poasp.）、中亚芹（Schultzia sp.）等寒冷生植物组成。
高寒沼泽草甸：主要是苔草草甸，分布在盆地底部。沼泽草甸中生长的草本植物种类占地全部植物种类的60%以上，主要由尖薹草（Car e x ue si caria）、小钩薹草（C.microglochin）等多种薹草、光亮眼子菜（Potamogetonl u c e n s）、狸藻（Utri c u l a ri a s p .）、衫柳藤（Hi p p u risvulgaris）、水麦冬（Triglochin palustre）、苇状看麦娘（Alopecurus arundinaceus）、发草（Deschampsia caespitosa）等湿生和中生禾草、杂草组成。大小湖泊及河流中还富含沉水植物和挺水植物，如一些沿岸濒水处生长有水葱和酸模等，水中生有狸藻、水葫芦苗和眼子菜等。
植物物种
经初步整理统计，巴音布鲁克遗产地共有维管束植物62科254属704种。
珍稀濒危物种、特有种
巴音布鲁克遗产地分布的704种野生维管束植物中，3种列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》CITES附录I、附录II、附录III（2010），为凹舌兰（Coeloglossum viride）、宽叶红门兰（Orchis latifolia）、阴生红门兰（Orchis umbrosa）。此外遗产地共有仁昌铁角蕨（Asplenium chingianum）、天山翠雀花（Delphinium tianshanicum）、天山橐吾（Ligulariatianshanica）、多花早熟禾（Poa florida）等19种新疆特有植物。
（2）动物
动物区系特征
分析该区动物的分布型可见，103种陆栖脊椎动物中，古北型和全北型占所有物种的半数以上，中亚型与高地型成分也占有一定比重。
动物物种
遗产地鸟类资源丰富，共有灰鹤、白鹭、金雕、斑头雁、灰雁、大天鹅、小天鹅、疣鼻天鹅等各种鸟类119种数十万只，是野生鸟类繁殖和渡夏的最佳栖息地。这里是中国最大的天鹅保护区，沼泽湿地栖息着近7000只野生天鹅，是世界最大的野生天鹅繁殖群体，也是全球野生天鹅繁殖的南界。
巴音布鲁克遗产地有各类脊椎动物145种，分属鱼类2科，5种；两栖类2科，2种；鸟类31科，119种；兽类10科，19种。
珍稀濒危物种
有104种动物物种列入IUCN物种红色名录（2010），如白眼潜鸭（Aythy anyroca）、黑尾睦鹬（Limosa limosa）、猎隼（Falco cherrug）等；1种列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》CITES（2010）附录II。