咸海(哈萨克语:Арал Теңізі，乌兹别克语:Orol dengizi，俄语作Аральское море)旧译"阿拉海"，位于哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦之间、克孜勒库姆沙漠的中部。北部和东部湖岸曲折，分布有许多小湖湾和沿岸岛屿，西岸为陡岸。湖内可通航，通航期7个月。
咸海是在上新世(700万~250万年前)末期形成的，当时地壳下沉，地面水汇潴，是海侵的遗迹。从更新世(250万~1万年前)以后，锡尔河与阿姆河的河水都注入咸海，使水位经常保持不变。
咸海海拔53米，湖面最大时南北长435公里，东西290公里，面积68000平方公里，平均深度16米，在西海岸外最深处达69米，曾是世界第四大湖。这几乎相当于斯里兰卡的国土面积。其支流的三角州有几十个小湖，生态丰富的沼泽和湿地遍及55万公顷。
因为流入的水量（径流量）小于湖水的蒸发量，咸海的含盐量比淡水湖高得多。在咸海全盛的时候，曾经是中亚第一大咸水湖、世界第四大湖，面积将近7万平方千米。在全盛时代，咸海曾经有发达的渔业，沿岸的从业者超过4万人，捕捞量占前苏联总捕鱼量的1/6。咸海的英文名字“Aral Sea”可以大致翻译成“岛之海”，因为它曾经在一公顷的范围内有过1500个岛。
海中散布着1000多个小岛。北岸地势高低不均，海岸线曲折，有许多大大小小海湾。东海岸的北部是巨大的锡尔河(Syr Darya)三角洲，南海岸也有同样大的阿姆河(Amu Darya)三角洲，西海岸是乌斯秋尔特(Ustyurt)高原。海岸线一带有海洋沉积层和大陆沉积层，湖底平坦，从东到西倾斜，湖底沉积有石英石、石灰石、沙、黏土和黏土-石灰石淤泥，都是河道急流冲刷和风、冰侵蚀海岸而产生。
咸海一带是极端的大陆性气候。历史上受周期性干旱气候影响，湖水位变比较大。当地平均气温︰1~2月，北部为-12℃(10.4℉)，南部为-6℃(21℉);7月，北部为23.3℃(73.9℉)，南部为26.1℃(79℉)。全年降雨量100毫米(4吋)。7月水温在23~25℃(73~77℉);11~12月水温-0.7℃(30.8℉)，湖面冰冻。
湖水的蒸发量与流入量大致相同，但从长时间来看，水平面有逐步下降的趋势。海水含盐量8~15mg/L。东北的阿拉尔斯克(Aralsk)和南方的穆伊纳克(Muynak)是重要的经济中心。
咸海的水产有鱘、鲤、鲱、鲻等鱼类。居民除捕鱼外，还饲养牲畜、繁殖麝鼠、种植甜瓜。
鱼类（2007年秋季，以渔获量多寡排列）
1.鲤鱼 2.咸海鲷3.咸海拟鲤（Aral roach） 4.暗斑梭鲈（pike perch）
5.比目鱼6.咸海赤梢鱼(Aral asp) 7.咸海白眼鲷 8.黑鲫(crucian carp)
9.带鱼 10.狗鱼11.鲈鱼 12.红眼鱼(rudd)
13.阿拉油白鱼(Aral shemaya) 14.欧鲶(silurus glanis） 15.鳢鱼 16.土库曼雅罗鱼(Turkestan ide)
早在沙俄时期，就梦想在中亚地区开垦荒地、扩大水浇地种植棉花，以解决棉花依赖进口的问题。1906年就有人曾提出用阿姆河水开发卡拉库姆沙漠东南部的设想，但限于当时条件该设想未能实施。1918年，刚成立的苏维埃政府设想将咸海南部的阿姆河和北部的锡尔河改道，以灌溉水稻、瓜类、谷子和棉花。这是前苏联的“棉花计划”，或者叫“白金计划”的一部分。当时计划的制订者希望棉花能成为新兴的苏维埃国家重要的出口产品。1925年，为发展中亚经济，修建卡拉库姆调水工程动议又被提出，经大批专家实地考察、调研、论证，调水工程于1954年正式开工。工程目标是将阿姆河和锡尔河天然水道改道，引入土库曼斯坦东部和乌兹别克斯坦中部，以扩大水浇地面积。为此专门修建了卡拉库姆列宁运河，该运河东从阿姆河（凯尔基市开始），把阿姆河的水从上游截出，经过土库曼斯坦首都阿什哈巴德向西延伸，总长达1400公里，运河可灌溉350万公顷的荒漠草场和100万公顷的新垦农区，改善700万公顷草场的供水条件。这是一个世纪性的工程，苏联几代人都在为此而努力。
运河于1960年代建成后，成千上万的移民来到阿姆河、锡尔河及新运河流域，开垦和灌溉了660万公顷的水田和棉田，使该流域成为新的粮棉生产基地。卡拉库姆列宁运河是最主要的调水工程，以新运河为代表的调水工程建成后该地区棉花丰收，水稻高产，农业出现连年跃进局面，农作物年产量比调水工程兴建之前提高4倍。至1980年，前苏联棉花年产量达996万吨，占世界总产量的20%，其中95%产于该地区。当时，全苏联40%的稻谷，25%的蔬菜、瓜果，32%的葡萄也产于该地区。农业生产的丰收促进了该地区经济的发展，人口也迅速增长，已由上个世纪二十年代前700万人猛增到3600多万人。通过对大自然的改造，获得了难以想象的巨大收获，这真是一个世界奇迹。
然而让人们始料不及的是，农业生产丰收，地区经济繁荣的场面并没有持续多久。虽然河水让沙漠充满了生机，但咸海却因此逐渐枯竭。咸海是内陆湖泊，当锡尔河、阿姆河的入湖水量急剧下降时咸海的水位也跟着下降。据实际观测，1971——1975年间锡尔河、阿姆河入湖水量分别为每年53亿立方米、212亿立方米，而在1976——1980年间下降为每年10亿立方米、110亿立方米。到1981——1990年时锡尔河、阿姆河的入湖水量总计仅为每年70亿立方米。当1987年水浇地发展到730万公顷时，阿姆河和锡尔河已基本不能再为咸海输水，咸海水面下降15米，水域面积从6.6万平方公里缩小到3.7万平方公里，海岸线后退150公里。咸海水面只剩下25200平方公里。在1961——1970年间咸海的水平线以每年20厘米的速度下降；在20世纪70年代，这个速度达到了每年50-60厘米；而到了20世纪80年代这个速度达到了每年80——90厘米。从1960年到2000年，从阿姆河和锡尔河抽出用于灌溉的水量增加了一倍，相应棉花产量也增加了一倍。1987年，咸海分成北咸海和南咸海；而到了2003年，南咸海又分成东咸海和西咸海，此时南咸海几乎不复存在，而“各自为战”的几个“小咸海”处境更加危险。在2000年拍摄的图片中，咸海不足1960年时1/4。
到2001年，东西咸海之间的连接也成为问题。东部较浅水域面积在过去数年间已快速萎缩。在2005年到2009年间，东咸海出现最大范围的消退。
哈萨克斯坦为拯救咸海做了最后的努力，他们在南北咸海间修建了一座大坝以保护北咸海，但大坝的建立也相当于判了南部咸海的死刑。从锡尔河流进沙漠盆地的水流只汇入了北部咸海。2005年到2006年，北咸海的水位明显反弹。湖水颜色的变化是由沉积物的变化引起的。在2009年到2014年间，咸海水位随旱涝年份不同出现交替性反复。2014年的大面积干旱导致东咸海出现首次完全干涸。
土库曼斯坦卡拉库姆沙漠中修建卡拉库姆运河，每年可从亚洲第三大湖咸海的主要水源阿姆河调水灌溉10万平方公里的农田和草场。这种“创造性地再造自然”带来了一系列生态问题：阿姆河河水被截走使得阿姆河下游的咸海水位急剧下降，30年间湖岸线后退了10公里至20公里，咸海湖底盐碱裸露，周围地区沙化严重，白风暴接踵而至，这不仅使咸海附近的环境荒漠化，还永久性地毁灭了60%的新垦区，使其成为生命的禁区。
上世纪60年代苏联要求中亚人民大量种植棉花，大量的开荒种植导致本应流入咸海的水被大量用来灌溉，导致咸海水量大幅下降。
咸海的大面积干涸，一方面引起湖水含盐浓度增加，从1960年的11克/升增加到2001年的68克/升；另一方面导致湖底盐碱裸露，在风力作用下，大量盐碱撒向周围地区，使咸海周围地区的沙质平湖平原逐渐沙漠化，流沙迅速发展，形成“白风暴”（含盐的风暴）和盐沙暴，每年要发生几十起盐沙暴。
2010年3月下旬，咸海干旱的湖床沉积层上升起大量的沙尘羽状物，形成沙尘暴。美国宇航局“Aqua”卫星上的中分辨率成像光谱仪于3月26日拍摄了咸海上空沙尘暴的真彩色照片。照片显示，一股浅褐色的沙尘羽状物从南咸海的湖床沉积层上升起，并沿着哈萨克斯坦与乌兹别克斯坦的边境向东南方向吹去。在沙尘羽状物的东北方，两个红色圆点说明这两处区域可能发生野火。在“Aqua”卫星拍摄时，由于沙尘暴遮挡了大片天空，南咸海的东部水域几乎看不到踪迹。咸海水位的下降和水域的萎缩，导致原有的湖床沉积层大面积干涸，极易形成沙尘暴。此外，局部沉积层中还含有大量的盐、化肥和杀虫剂等物质，这些化肥和杀虫剂都来自灌溉区的农田。咸海地区不断形成的沙尘暴已经引起了人们的担忧和关注。沉积层中包含的大量化学物质会随沙尘羽状物升起，可能对该地区人们健康产生不利影响。
农田盐碱化加剧。咸海地区每年约有4000万吨至1.5亿吨的咸沙有毒混合物从盐床（湖底、河滩）上刮起，从北向南吹去，吹向中亚草原，吹向农田和城镇，覆盖了阿姆河河谷丰腴的农田，加剧了中亚地区农田的盐碱化，土库曼斯坦共和国百分之八十的耕地出现高度盐碱化。随沙尘和雨落向地面的盐，因区域不同而异，大约每年平均1公顷达450－600公斤。
大面积的粮棉生产和移民生活，产生了大量的灌溉和生活废水，这些废水又重新流入阿姆河和锡尔河。地下水和饮用水受到了盐碱和农药的双重污染。
社区的经济和社会发展面临着更多的问题。在卡拉克尔帕克斯坦，饮水含盐，受到污染，金属含量高，这引起了诸如贫血等问题。这里的慢性气管炎、肾病和肝病，特别是癌症发生率增加3000%，关节炎增加6000%，因而婴儿死亡率是世界上最高的地方之一。
盐量与有害物的增加威胁着当地居民的健康，白血病、肾病、伤寒、肝炎、支气管炎、痢疾、食道癌、发育不全和婴儿夭折的发生比例都很高。地处阿姆河下游的努库斯市（乌兹别克斯坦境内），当地居民贫血症不断增多，怀孕妇女多患贫血症；锡尔河下游的克孜勒奥尔达市（哈萨克斯坦境内），儿童患病率1990年每千人为1485人次，到1994年增加到每千人为3134人次。
咸海丰富的水资源曾给当地带来了巨大的农业和渔业发展机会，当地渔业年捕捞量一度达到4万吨。但湖水大量减少导致鱼类资源下降，鱼类捕捞量微乎其微，有的商业捕捞已经在1982年终止，导致整个捕捞区失业。20世纪60年代，咸海有各种鱼类600多种，到1991年则只剩下了70余种，到2001年更是所剩无几；在锡尔河三角洲筑巢的鸟类曾有173种，现已减少到38种。
咸海周围的植被和野生动物也越来越稀少。原来位于河流三角洲内大面积的森林沼泽已经干涸，大量树木及灌木被彻底破坏，当地出没的数百种动物消失殆尽。咸海丰富的水资源曾给当地带来了巨大的农业和渔业发展机会，当地渔业年捕捞量一度达到4万吨。
看到咸海缩小的负面影响之后，苏联曾想过用“拆东墙补西墙”的方式来拯救咸海，修建巨大的引水渠把西伯利亚的河水引入咸海，但工程太过浩大，最终不了了之。
进入21世纪，哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦分别宣布采取一系列措施挽救咸海的命运，但努力并没有从根本上扭转咸海的命运。
哈萨克斯坦政府采取行动，致力于拯救北咸海。该国政府重修了锡尔河的水渠，减少了水流的浪费。2003年，该国政府又修建了大坝，它阻断了咸海两部分的流通，以保护北咸海。
北咸海恢复的速度让人喜出望外。北咸海的深度已经从不到30米上升到了38米，达到42米的合理深度指日可待。如今，这里恢复了渔业生产，许多渔夫恢复了他们一度中断的工作，捕到的鱼还被出口到乌克兰。这种变化甚至可能使多年不见的积雨云又回到这个地区，给当地农业的复苏带来一线希望。
由于乌兹别克政府财政紧缩，南咸海的水位仍在不断下降。暴露出来的河床有大量盐沙，大大增加了沙暴的吹袭。南咸海在2003年分成东咸海和西咸海后水中的含盐量已经达到了每升水100克，而一般海水的含盐量只有每升水35克，东西“两咸海”的含盐量正快速向死海的每升水300克的水平靠近。
乌兹别克斯坦政府决定定期打开河流上的闸门，让一部分水流进南咸海。
2019年中国与乌兹别克斯坦科学家开展合作，希望利用中国荒漠化防治经验，共同助力咸海生态问题治理。乌方对于中国的支持表示十分的欢迎和赞扬。中科院新疆生态与地理研究所，在乌兹别克斯坦已经建立3个野外台站和一个农业试验示范区，并取得多项成果。
