库姆塔格沙漠具有典型的雅丹、风棱石、风蚀坑等风蚀地貌和格状沙丘、新月形沙丘、蜂窝状沙丘、金字塔形沙丘、星状沙丘和线状沙丘等沙丘类型。中国风沙地貌学的开拓者们曾根据航片判断出这里有世界上独有的“羽毛”状沙丘。然而，近年来的深入考察却引起了现代学者关于“羽毛”状沙丘的激烈争论。代表性的观点有三种：，“羽毛”状沙丘不存在，航片和遥感影像上黑白相间的条纹是由平坦地表上不同物质的返照率引起的。研究者们自行命名一种叫“耙状”的新沙丘；第二，“羽毛”状沙丘存在，是一种变形的纵向沙丘。研究者们自行命名一种叫“舌状”的新沙丘；第三，“羽毛”状沙丘不存在，是不同空间尺度的两种沙丘。研究者们识别出风沙地貌分类系统中已有的“Zibar”沙丘。目前，库姆塔格沙漠“羽毛”状沙丘仍是一个未解之谜。该沙漠还是国家一级保护动物野生双峰驼冬春迁徙的主要通道和主要栖息地（目前在该沙漠地带已设立三个保护区，他们分别是新疆罗布泊野骆驼自然保护区、甘肃安南坝野骆驼自然保护区和甘肃敦煌西湖自然保护区）。

鄯善县库姆塔格沙漠风景名胜区，风沙地貌、景观类型齐全。沙漠地形地貌有沙窝地、蜂窝状沙地、平沙地、波状沙丘地、鱼鳞纹沙坡地、沙漠戈壁混合地等。沙丘轮廓清晰、层次分明；丘脊线平滑流畅，迎风面沙坡似水，背风坡流沙如泻。站在大漠深处沙山之巅，可静观大漠日出的绚丽，目睹夕阳染沙的缤纷，赞叹“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮景。库姆塔格沙漠的南缘就是唐代连通沙州（敦煌）和西州（吐鲁番）的古丝绸之路的另一通道大海道。唐代文书称：“大海道，右边出柳中县（今鄯善鲁克沁镇）界，东南向沙州（敦煌）一千三百六十里。常流沙，行人多迷途。有泉井，咸苦，无草。行者负水担粮，履绕沙石，往来困弊。”因为环境艰苦、道路险远，唐代称库姆塔格沙漠为“大患鬼魅碛”，大海道也因此而成为丝绸古道中最为神秘和艰辛的险途，至今还蒙着一层神秘的面纱，吸引着无数勇敢的中外探险者。