Salar de Uyuni là một phần của cao nguyên Andean, hay Altiplano của Bolivia ở Nam Mỹ. Altiplano được hình thành trong quá trình nâng cao dãy núi Andes. Cao nguyên bao gồm các hồ nước ngọt và nước mặn cũng như các bãi muối và được bao quanh bởi những ngọn núi không có đường thoát nước.[10]

Lịch sử địa chất của Salar gắn liền với sự chuyển đổi tuần hoàn giữa một số hồ lớn. Khoảng 30.000 đến 42.000 năm trước, khu vực này là một phần của một hồ tiền sử khổng lồ là Hồ Minchin. Tuổi của nó được ước tính bằng phóng xạ carbon vỏ sò từ các trầm tích thoát ra và các rạn đá carbonate, và có sự khác biệt giữa các nghiên cứu khác nhau. Hồ Minchin (được đặt theo tên Juan B. Minchin của Oruro[11]) sau đó biến đổi thành Hồ Paleo Tauca có độ sâu tối đa 140 mét (460 ft), và tuổi ước tính từ 13.000 đến 18.000 hoặc 14.900 đến 26.100 năm, tùy thuộc vào nguồn nghiên cứu. Hồ tiền sử gần đây nhất là Coipasa, có niên đại phóng xạ carbon từ 11,5 đến 13,400 năm trước. Khi khô cạn, nó tạo thành hai hồ nước hiện đại là Poopó và Uru Uru và hai sa mạc muối lớn là Salar de Coipasa và Salar de Uyuni. Hồ Poopó nằm lân cận với Hồ Titicaca lớn hơn nhiều. Trong mùa mưa, Titicaca tràn ra và xả vào Poopó, sau đó làm ngập Salar De Coipasa và Salar de Uyuni.[12]

Bùn Lacustrine hòa lẫn với muối và bão hòa nước muối làm nền cho bề mặt của Salar de Uyuni. Nước muối là một dung dịch bão hòa natri clorua, lithium clorua và magiê clorua trong nước. Nó được bao phủ bởi một lớp vỏ muối rắn có độ dày từ hàng chục cm đến vài mét. Trung tâm của Salar có một vài hòn đảo, là phần còn lại của ngọn núi lửa cổ đại bị nhấn chìm trong thời đại của hồ Minchin. Chúng bao gồm các cấu trúc và trầm tích dễ vỡ, giống san hô, thường chứa hóa thạch và tảo.[13]

Khu vực này có nhiệt độ trung bình tương đối ổn định với cao điểm là 21 °C vào tháng 11 đến tháng 1 và thấp điểm là 13 °C vào tháng Sáu. Ban đêm lạnh quanh năm, với nhiệt độ từ −9 °C đến 5 °C. Độ ẩm tương đối khá thấp và ổn định trong suốt cả năm ở mức 30% đến 45%. Lượng mưa cũng thấp ở mức 1 mm đến 3  mm mỗi tháng trong khoảng từ tháng 4 đến tháng 11, nhưng có thể tăng lên tới 80   mm vào tháng 1. Tuy nhiên, ngoại trừ tháng 1, ngay cả trong mùa mưa, số ngày mưa ít hơn 5 ngày mỗi tháng.[8]