Глубина нижнего течения Урала стабильна ввиду того, что ежегодно русло реки промывается весенним половодьем. Весной, в паводок, уровень воды превышает меженный на 3-7 м. На ямах глубины колеблются от 7 до 20 м; средняя глубина Урала по фарватеру в межень (без перекатов и ям) составляет 3-5 м.

Река Урал принадлежит к типичным рекам почти исключительно снегового питания. Ее сток, в основном, формируется в верховье, где сильно развита речная сеть. Ниже Уральска до впадения в море р. Урал притоков не имеет, кроме маловодной реки Барбастау. Годовой сток реки колеблется от крайне маловодного — 2 кубических км /год, до многоводного — 12 кубических километров в год. Водность реки зависит от интенсивности таяния снега и водообеспеченности верховьев реки Урал.

С 1978 года уровень Каспийского моря стал резко повышаться. Интенсивность подъема уровня моря составила в среднем 14 см/год, в отдельные годы достигала 30 см/год.

Обширные мелководья, малые уклоны дна и суши, конфигурация морской береговой черты, активная деятельность ветра создают условия для развития значительных сгонно-нагонных колебаний уровня. Здесь, в среднем в месяц отмечается 3-4 нагонов и 4-5 сгонов. Одной из основных особенностей гидролого-морфологических процессов у побережья Каспийского моря является то, что этот процесс происходит в условиях значительных изменений фонового уровня моря. При средних ветровых условиях размах этой миграции составляет 3-5 км, в экстремальных — при сгоне величина осушки может достигать 8-12 км, а величина затопления суши в отдельных районах побережья — до 20-30 км. Продолжительность нагонов изменяется в широких пределах — от нескольких часов до нескольких суток.

В северном Каспии четко прослеживается сезонность проявления наибольших величин нагонов. Наибольшая повторяемость имеют нагоны осенью (октябрь-ноябрь, 25,1 %), летом (июнь-июль, 21,3 %) и весной (апрель-май, 16,7 %) во время прохождения морян — продолжительных и сильных ветров нагонного направления.

Климат Северного Прикаспия — резко континентальный и крайне засушлив с продолжительным жарким и сухим летом, с пыльными бурями, иссушающими почву, короткой с частыми оттепелями, малоснежной и ветреной зимой, с небольшим и неустойчивым количеством осадков. Среднегодовое количество осадков 150 мм (колеблется от 50 до 300 мм). Среднегодовая скорость ветра 5.5-7 м/сек. Относительная влажность воздуха летом не превышает 37 %, зимой — 80-84 %. Осадков выпадает мало — от 150 до 190 мм в год. Характерны сильные ветра, пыльные бури. Скорость ветров 5-6 м/сек, редко — до 12 м/сек. Бури в среднем бывают 20-30 дней в году.

Флора и фауна

По данным последних исследований, список флоры включает 130 видов, относящихся к 90 родам, 33 семействам, что составляет примерно 54 % флоры казахстанской части Северного Прикаспия, насчитывающей около 250 видов.

Растительность аквальных или водных экосистем подразделяется на 2 основных типа: погружено-водная, или фитобентос — сообщества с доминированием прикрепленных ко дну погруженных в толще воды крупных водорослей и высшие водных растений; воздушно-водная — сообщества с доминированием высших растений — гигрофитов в верхнем, надводном ярусе (тростник, рогоз и др.), в том числе плавающих на поверхности (кувшинки, водяной орех и др.) и ярусом подводных (роголистник, уруть и др.).

Через территорию дельты реки Урал и прилегающее побережье Каспийского моря пролегает Сибирско-Восточно-Африканский миграционный маршрут перелетных птиц. Здесь сосредоточено большое количество редких и эндемичных (обитающих только в данной местности) видов растений и животных.

Из птиц это такие редкие виды, как каравайка, колпица, малая белая цапля, египетская цапля, султанка. В период пролета здесь останавливаются тысячи фламинго, кудрявых пеликанов, черноголовых хохотунов, лебедей, а также находящийся под угрозой исчезновения гусь-пискулька. Богата водная и надводная фауна. Здесь можно встретить редкие и занесенные в Красную книгу Казахстана растения. А еще 78 видов млекопитающих.

В списке исчезающих видов в регионе насчитывается 20 наименований птиц, 24 вида насекомых, 2 вида пресмыкающихся и 2 вида млекопитающих. На грани уничтожения — осетровые рыбы и каспийский тюлень.