Плотность солёной воды в Кара-Богаз-Голе выше, чем в других частях Каспийского моря, из-за медленного водообмена между заливом и морем. 1

Вода из Каспийского моря перетекает в Кара-Богаз-Гол, но обратно уже не возвращается, так как с высокой скоростью сливается в залив и полностью испаряется. 3 Ежегодно в залив поступает 8–10 км³ воды, а при высоких уровнях воды в Каспии — до 25 км³. 3

Кроме того, солёность воды в Кара-Богаз-Голе обусловлена высокой концентрацией глауберовой соли (мирабилита). 23