塔裏木盆地是中國第一大盆地。南有高聳的青藏高原，西有帕米爾高原，北有天山山脈。夏季風很難到達封閉的盆地，這裏極度幹旱，平均年降水量不足50毫米。而由於大風和較高的氣溫，又使這裏的蒸發量高達3000毫米以上。於是，除了少數綠洲外，盆地內一片沙海，僅有的幾個內陸湖也日益幹涸，最後完全消失在沙漠中。浩瀚的塔克拉瑪幹就在盆地的中部。
然而，奇跡出現了。塔裏木盆地的地下居然有巨大的天然水庫，僅盆地西部的地下水庫每年就可提供60億立方米優質水，相當於黃河1／8的流量。這個發現對盆地石油開發來說無疑是一個巨大的福音。
塔裏木盆地的巨大水庫是如何形成的呢?地下水主要是大氣降水下滲積聚形成的。這就是說，從塔裏木地區豐富的地下水可以推論，這裏曾經有過一段氣候濕潤，降水豐富的時期。
據考察，塔裏木地區地下水庫是在漫長的地質時期裏形成的。
在30萬年前，塔裏木和柴達木盆地都是一片海洋，後來這裏的地殼被抬升成為陸地，但還是個降水比較豐富、草原和沼澤密布的濕潤地帶。塔裏木地區在數萬年的潮濕期裏積聚了大量地下水。以後，南麵的昆侖山，阿爾金山和青藏高原，北麵的天山不斷隆起，塔裏木相對地沉降成為盆地。四周山地的降水和高山冰川融水大量流人盆地。當時曾有大小河流100多條，光塔裏木河、和田河、阿克蘇河、葉爾羌河、孔雀河這樣的大河就有13條。這些河流的水在所經之處大量垂直下滲補給地下水。
周圍山區的洪水和沙漠中的暴雨也會大量直接下滲變成地下水。
當然，在青藏高原徹底阻擋了夏季風之後，塔裏木這一內陸封閉盆地的地下水補給就僅靠有限的冰川融水的滲透了。