1958年新疆大洪水，在罗布泊形成了浩大的水面，面积达5350平方公里。科学家曾在湖中测量水深、水量。根据遥感资料显示，罗布泊是一个浅平凹地，最深处仅3米，如果罗布泊不进水的话，2-3年内就会干涸，这是干旱区湖泊快变和特变的特点。

罗布泊古湖距今9-13万年，海拔高度820米左右，说明古湖泊面积超过5.5万平方公里，当时罗布泊不仅汇集塔里木盆地的来水，同时还接纳发源于祁连山的疏勒河来水。小河墓地和楼兰古城都在罗布泊地区，二者遗址相距不足200公里。小河文明，是一个史前时期的文明，距今约4000年至3500年，相当于中原地区的夏商时期。而楼兰文明的出现，则是在张骞出使西域之后，两个文明相差1000多年。

据悉，近万年罗布泊环境变化8个阶段为：15300—9800年：这时候湖泊稳定，沉积物中硫酸盐含量很高，为咸水湖；9800—8150年：气候较湿润，罗布泊成了微咸水湖，微体古生物增多；8150—5900年：气候与上个时期相似，这个时候成了半咸水湖，但是逐步向干燥的方向发展。

3400—2200年：这是个重要的时期，这个时候罗布泊演化过程中发生了一次重要干涸事件，当时东、西湖全部干涸，水是生命之源，因此一时间造成了楼兰古城人类活动的缺失。2200—1150年：这个时候气候好转，湖泊一度扩大，形成了微咸水湖；1150—350年：为罗布泊气候环境最好时期，形成了淡水湖；距今350年以来，湖泊逐渐开始变干。