定義
廣義的三塘湖盆地包括淖毛湖盆地，因地質構造相同，石油和地質部門常使用這個概念，簡稱三淖盆地，現以牛圈湖東側作為兩縣分界線。盆地西窄東寬，東部淖毛湖一帶最寬，再折向東南角的下馬崖而封閉。
地貌
三塘湖盆地位於新疆東北部巴里坤哈薩克自治縣與伊吾縣境內，呈NW-SE向條帶狀夾持於天山和阿爾泰山之間，西臨準噶爾、南臨吐哈盆地，東北與蒙古國接壤，長約500Km，寬約40Km——70Km，面積約23000Km2。
區域大地構造上，三塘湖盆地地處天山-興蒙褶皺系西伯利亞古板塊南部陸緣增生帶上，夾持於兩條古縫合帶之間，南側以克拉麥里縫合帶與哈薩克斯坦板塊及準噶爾盆地東北部緊鄰；北側是以阿爾曼太蛇綠岩帶為代表的洋盆閉合以後形成的阿爾曼太縫合帶。克拉麥里蛇綠岩帶長約150Km，寬約3-10km，阿爾曼太蛇綠岩帶長約130Km，寬約3-5km，兩條古縫合帶大體互相平行，相距約80km。
三塘湖盆地地面以風蝕地貌為主，西部是著名的二百四大戈壁，中部是以風蝕殘丘、風積沙丘和風蝕平原為主的乾燥剝蝕地貌。絕大部分都在海拔1000米以下，三塘湖二百四大戈壁西北部的汗水泉是三塘湖最低處，海拔為472米。淖毛湖一帶海拔在500米以下，小鹽池一帶僅300米，成為三淖盆地中最低的地方。三塘湖和淖毛湖雖然在兩縣緯度最高（位置最北），氣溫卻比其南部的巴里坤盆地和伊吾谷地還要高，形成兩縣最熱的地方，淖毛湖≥10℃的積溫比哈密市還高，成為與五堡齊名的哈密兩大“熱極”。
氣候
三塘湖盆地的日照之長，光照之強（太陽輻射強度），不僅是新疆農區之冠，而且在中國也僅次於青藏高原，所以三塘湖盆地是中國陽光最多的地方之一。
主要資源
三塘湖盆地土肥水美、光熱資源更為獨特，是優質哈密瓜的生產基地，杏、棗、梨、蘋果各種暖溫帶果樹生長良好。三塘湖盆地的地下有豐富的礦產資源：除銅（最西部）、鉛（哈甫提克山）、鐵（西山）等金屬礦外，能源礦產的煤和石油尤為豐富。
1998年吐哈石油人在馬梁和條湖等構造帶上有了新的突破，多口探井噴出了工業油流，現正為建成年產100萬噸的產能基地而日夜奮戰。三塘湖的畜牧業也毫不遜色，老爺廟中蒙邊貿口岸的開通，使三塘湖又得一個“人無我有”的機遇，三塘湖盆地是個聚寶盆。
三塘湖盆地不但是吐哈油田的重點，也是集團公司、股份公司關注的熱點，是吐哈油田的戰略接替區。
地質勘探
2012年8月初，經過地質勘探隊艱苦努力，巴里坤三塘湖盆地煤炭資源勘探取得重大突破。據悉，10個鑽孔見到煤層，單孔見煤厚度3.8——30米米，可採煤層1——6層，初步預測煤炭資源量超過80億噸，顯示出廣闊的煤炭資源前景。
2012年，新疆投入3億多元對東疆地區煤炭資源進行預查，三塘湖盆地是其中之一。
