海西州有3个县、3个市，分别是德令哈市、格尔木市、茫崖市、都兰县、乌兰县、天峻县。
1. 德令哈市：“德令哈”是蒙古语“金色的世界”的意思。青海省海西蒙古族藏族自治州政治、教育、科技、文化中心，也是海西东部经济区中心。
2. 格尔木市：地处青海省中西部、青藏高原腹地，大体可分为盆地高原和唐古拉山北麓两部分，属典型的高原大陆性气候。
3. 茫崖市：隶属于青海省海西蒙古族藏族自治州，地处青海省西北边陲，柴达木盆地西缘，属典型的高原大陆性气候，降水少、蒸发量大、干燥、寒冷、缺氧、沙尘天气较多。
4. 都兰县：都兰县位于青海省海西蒙古族藏族自治州东南部。
5. 乌兰县：隶属于青海省海西蒙古族藏族自治州。位于青海省中部、海西蒙古族藏族自治州和柴达木盆地东部。
6. 天峻县：是海西州唯一的牧业县，煤炭和畜牧业是主要产业。