Salar de Uyuni là sa mạc muối lớn nhất trên Trái Đất, trải rộng 10.400 km2 trên cao nguyên Andes. Sa mạc có độ cao trung bình 3.660 m phía trên mực nước biển, nhưng không phải luôn như vậy. Cách đây khoảng 5 triệu năm, khu vực nơi dãy núi Andes tồn tại ngày nay nằm ở vùng thấp và khí hậu trở nên khô cằn, theo Sarah McKnight, trợ lý giáo sư địa chất thủy văn ở Đại học Dayton tại Ohio.
Theo thời gian, nhiệt độ cực hạn và lượng mưa khan hiếm khiến những hồ tiền sử trong vùng bốc hơi, để lại lớp cặn chứa trầm tích và muối. Các quá trình kiến tạo và hoạt động núi lửa sau đó dồn lớp cặn đó lên cao dần thành cao nguyên, tạo thành địa hình như ngày nay. So với cánh đồng muối khác như Salar de Atacama ở Chile, có vỏ muối dày hơn 1.000 m ở một số nơi, Salar de Uyuni khá mỏng, với lớp vỏ chỉ dày 3 - 10 m.
Lượng muối tích tụ trên cánh đồng muối phụ thuộc vào địa chất khu vực và mảng kiến tạo bên dưới Salar de Uyuni hoạt động ít hơn nhiều so với dưới Salar de Atacama. Vỏ muối của Salar de Uyuni bao phủ một lớp nước cực mặn gọi là nước muối cô đặc. Nhưng nước cũng nằm bên trên vỏ ở một số nơi do quá trình mang tên nước trồi.
Cánh đồng muối được bao quanh bởi những ngọn núi phủ tuyết trắng và núi lửa cung cấp nước băng tan tới rìa vỏ muối. Nước ngọt thấm xuống dưới lớp vỏ nhưng lập tức tách khỏi nước muối cô đặc do chênh lệch độ mặn. Do nước ngọt không đặc bằng nước muối, nó nổi lên bên trên lớp nước mặn, McKnight giải thích.
Nước trồi xảy ra khi nước ngọt dồn lên qua lớp vỏ và tràn khắp bề mặt, tạo thành hồ nước trên cánh đồng muối. Salar de Uyuni có 6 - 8 hồ như vậy, giữ vai trò quan trọng đối với động vật sống trên sa mạc. Kích thước hồ thay đổi tùy theo từng mùa và hạn hán.
Nước ngọt chảy xuống từ những đỉnh núi xung quanh là lý do Salar de Uyuni là một trong những nguồn dự trữ lithium lớn nhất trên Trái Đất. Hoạt động thủy nhiệt và núi lửa trên dãy Andes có nghĩa những ngọn núi rất giàu khoáng chất, bao gồm lithium, và nước cuốn theo chúng khi chảy qua đất đá. Cánh đồng muối nằm ở vùng núi có biệt danh "tam giác lithium". bao gồm các khu vực ở Bolivia, Argentina và Chile, chứa 75% lượng lithium trên thế giới, theo Harvard International Review.
Salar de Uyuni nhiều khả năng chứa 10,2 triệu tấn lithium, tương đương khoảng 38% nguồn cung cấp lithium đã biết trên thế giới, theo một nghiên cứu năm 2012. Cục Khảo sát Địa chất Mỹ ước tính cánh đồng muối chứa khoảng 1/4 nguồn cung cấp lithium trên thế giới. Dù các công ty thăm dò tài nguyên rất quan tâm tới Salar de Uyuni, lithium phân tán quá rộng dọc cánh đồng muối đến mức hiện tại họ không có sẵn công nghệ để khai thác một cách kinh tế.
