La seconde phase de la construction du chemin de fer Qinghai-Tibet consiste à poser les rails de Golmud, importante ville du Qinghai occidental, jusqu'à Lhasa, chef-lieu de la région autonome du Tibet. Son tracé suit la route Qinghai-Tibet. Après être passé par Nachitai, Wudaoliang, la rive de la rivière Tuotuo, Yanshiping et les monts Tanggula, le chemin de fer gagne le Tibet et, après avoir traversé Amdo, Nagqu et Damxiong, arrive à Lhasa.

L'écosystème original du plateau du Qinghai-Tibet, caractérisé par la haute altitude et le froid rigoureux, préserve des espèces végétales et animales rares ou menacées de disparaître, qui méritent fortement la protection. Sous des conditions climatiques exceptionnelles, le plateau présente un aspect primitif de terres gelées, de bassins salés, de terres humides et de monts en pentes douces. C'est là que les grands fleuves, comme le Yangzi, le fleuve Jaune, le Nujiang, le fleuve Lancang et le Yarlung Zangbo, prennent leurs sources. Les conditions hydriques et thermiques internes du plateau déterminent l'écosystème du haut plateau glacial, composé de brousailles, de prés, de steppes et de déserts, et le régime biologique original. Les steppes y sont les plus étendues, et sont représentatives en Asie et dans les autres hauts plateaux du monde. Elles conservent les indices de l'évolution naturelle primitive.

Sur le plateau du Qinghai-Tibet, les espèces animales sont très limitées, mais nombreuses sont les espèces rares formant pourtant une grande biocénose. Parmi les 16 espèces de mammifères, 11 sont les espèces spécifiques au plateau. Sept espèces avicoles, soit 23% du total de ces espèces, sont spécifiques. 80 des 199 espèces végétales du plateau sont spécifiques.

Le plateau du Qinghai-Tibet déploie horizontalement, du sud-est au nord-ouest, une succession de broussailles, de prés, de steppes et de désert, ou les steppes, prés et monts neigeux verticalement. Sur le plan horizontal, sont insérées des couvertures végétales de marais ou en forme de coussin. D'où une plus grande diversité du paysage naturel.

Dans l'écosystème du plateau du Qinghai-Tibet, le cycle matériel et le transfert d'énergie sont très lents, de sorte que l'environnement écologique est très précaire. Quand la couverture végétale se trouve détruite, il faut un temps très long pour la restaurer. Entre-temps, les terres gelées risquent de fondre plus rapidement et suscitent l'ensablement et la perte de sol. Les conditions naturelles sont relativement primitives dans une partie des zones longeant le chemin de fer où il n'y a pas d'âme qui vive.