居延海位于年蒙古额济纳旗北部，是一个内陆湖泊。汉太初三年（公元前102年），路博德筑城居延泽上，即此地。唐代以后称为居延海。
居延海是一个奇特的游移湖。它的位置忽东忽西，忽南忽北，湖面时大时小，时时变化着。“居延”是西夏语，为“流动的沙漠”之意。此湖后因湖面缩小分裂成两个湖泊，西湖名嘎顺诺尔，亦称嘎顺湖，蒙古语意为“苦海”，即西居延海。东湖名苏古诺尔，也称苏古湖，蒙古语意为“苔草湖”，即东居延海。两湖并列，总面积约300平方公里，其中嘎顺诺尔水面为200多平方公里，苏古诺尔不足100平方公里。两湖相距35公里，形同手足。但嘎顺湖和苏古湖的景色却截然不同。嘎顺诺尔在风蚀洼地中漫延，形似州蚌，向西游去。湖的周长150公里，湖面海拔820米。苏古诺尔湖形浑圆，沿湖一周正好75公里，当地蒙古族牧民形象地称它为“一驼程”，即骑骆驼是整整一天的路程。它的湖面略高于嘎顺诺尔，为海拔879米。两湖周围都有连绵起伏、线条柔美的沙丘。嘎顺诺尔水质苦咸，湖岸形成盐的结晶，湖中生物难以生长。唯有碧海蓝天和漠漠黄沙组成了色彩瑰丽的巨幅画卷，在一片寂静中展现历史的亘古与旷远。苏古诺尔水质较好，适宜生物繁殖，湖岸梧桐茂密，红柳成丛，水草丰美。黄羊等食草动物常常成群结队来到湖边饮水觅食，鸿雁、野鸭等嬉戏于绿水之中，时而有鱼跃出湖面，一片生机勃勃的景象，是沙漠中难得的绿洲。
嘎顺诺尔与苏古诺尔同是弱水的尾同湖泊。湖水的主要来源是弱水。弱水发源于祁连山地，在甘肃张掖地区称黑河。下游称弱水。到湖西新村寸带，弱水分成东西两河。东河亦称纳林河，注入苏古诺年，西河亦称穆林河，注入嘎顺诺尔。弱水，又称额济纳河，是甘肃河西走廊三大内陆水系中最大的一个，全长约800公里，年总径流量43亿多立方米。河水的主要来源为高山冰雪的融水，其次是雨水。每年6一9月的洪水期入湖水量最大，冬春季节水量最少。过去弱水的流量较稳定，现在，随着河西走廊农业的发展，灌溉用水大幅度增加，东西两河常因中上游地区灌溉而断流，入湖水量也因此显著减少。湖区处于沙漠之缘，气候极干燥，降水稀少，年降水量不到40毫米，而年蒸发量高达3700多毫米，是降水量的90多倍。加上口照长，多大风，大量湖水消耗于蒸发。湖水入不敷出，矿化度口渐增高。湖水苦咸，颜色青蓝，具备了咸水湖和盐湖的特征。嘎顺诺尔现已成为内陆地区的积盐中心，湖周光秃裸露着成片的盐滩。苏古诺尔的水量在一年之内时大时小。每年春天，祁连山冰雪融化，较多水量汇聚纳林河，纳林河一涨水，苏古诺尔就成为一片汪洋。但一到复天，湖面又渐渐收缩；到了秋季，苏古诺尔是湖小水浅了，苏古诺尔的湖岸浅滩上，生长着极好的成片芦苇，苇秆粗壮而高大，迎风昂扬，成为一种独特的景观。同时，卢苇是很好的造纸原料。湖中盛产鳃鱼和条鳅，湖边的平原上水草丰茂，是优良的牧场，夏秋之际，草原是一派“风吹草低见牛羊”的壮观景致。
嘎顺诺尔与苏古诺尔在成因上是相同的。大致距今一亿四千万年时，由于燕山运动的影响，形成了阿拉善高平原。平原的内部有下沉的地方，形成凹地。后来，在极度干燥的气候影响下，显著的风蚀作用造成沙漠中大小不等的干涸湖盆，以后弱水向北流入居延盆地而形成湖泊。根据湖积物分布的范围来推测，那时湖泊的范围曾达2500平方公里，东西两湖连成一片，十分辽阔，故古人称之为“海”。古时居延海的景色相当迷人，唐代著名诗人土维对当时居延海的景物，曾作过如下描述：“居延城外猎天骄，白草连天野火烧。暮云空债时驱马，秋口平原好射雕。护羌校尉朝乘障，破虏将军夜渡辽。玉靶角弓珠勒马，汉家将赐霍缥姚。”