大柴旦盆地属于茺漠植被区域。在盆地中,从洪积平原到湖积平原依次发育着矮半灌木、灌木砾漠,矮半灌木沙漠,禾草、杂类草盐生草甸,芦苇(Phragmites communis)盐沼泽。周围山地自低而高依次发育着矮半灌木,灌木低山石漠,小叶金露梅(Dasiphora parvifolia)亚高山灌丛,紫花针茅(Stipa purpurea)高寒草原和矮嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸,高山稀疏植被。由于地形封闭,这里残存了在柴达木盆地其它地区已消失的一些植被类型,有些植物种远离其主分布区达500km以上。盆地海拔基准高达海拔3500m,加上山地的屏蔽作用向上逐渐减弱,致使气温的垂直递减率较大,在垂直带谱中缺失山地草原和针叶林等中山带植被。此外,盆地中湖积平原富积硼酸盐,使盐生草甸中的优势种之一盐角草(Salicornia herbacea)发生变态,这是本区植被中出现的一个有重要科学意义的指示植物现象。