清宣统元年（1909年）《新疆图志》明确记载其为镇西厅北路要冲，商贾在此转运货物。1962年成立三塘湖公社，1978年改制为下湖队和园艺队，现辖下湖村等聚落。区域内现存唐代烽燧遗址，距今1200余年，印证丝绸之路北道的军事防御体系[2] 。
地处东天山与阿尔泰山余脉之间，形成南北长110公里、东西宽50公里的封闭盆地[3] 。原为三个相连水域，20世纪50年代逐步干涸形成戈壁与草场交错地貌。北部玛瑙滩散布硅化木群，保存有侏罗纪苏铁杉化石[4] 。
与淖毛湖同属三淖盆地核心种植区，5-9月昼夜温差达15℃以上，年蒸发量超降水百倍。主要栽培晚熟哈密瓜品种，泥沙沉积土层富含钾、钠等微量元素[1] [3] 。清代回王曾在此设立贡瓜地，所产瓜品经记载"甘滑似蜜"[3] 。
盆地内发现：
海洋生物化石：证明三塘湖盆地存在古地理环境变迁[3][4]
硅化木群：形成于1.4亿年前湖沼密布的侏罗纪森林[4]
玛瑙矿脉：2013年调查显示资源濒临枯竭[4]
清代商道遗迹贯穿戈壁区，民国三年（1914年）蒋氏驼队携带银元途径时遭遇沙暴失踪。1958年石油勘探队员杨拯陆等人在该区域遇难，现存烈士纪念碑。
3000万年前喜马拉雅运动使盆地海拔抬升800米，封闭地形导致湖泊消亡[3] 。现存植被以耐旱红柳、梭梭为主，野生动物包括鹅喉羚与沙狐[4] 。20世纪50年代尚有牧民居留放牧，现多迁至灌溉农业区。