Сарыкум и другие барханы Кумторкалинского массива эолово-аккумулятивного происхождения. Их основание неподвижно, а гребень перемещается по воле ветров, дующих зимой с запада и северо-запада, а летом – в противоположном направлении. Благодаря особому ветровому режиму, рельефу местности и ряду других факторов с течением времени возникло это уникальное образование, своего рода осколок азиатских пустынь, окруженный степями.
Южные склоны бархана примыкают к Кумторкалинскому хребту у его подножия. На западе бархан подходит к горному поднятию. Его северные и восточные склоны постепенно переходят в низменность.
Кумторкалинские пески представляют собой целую систему бугров, грядовых песков и барханов. Бархан Сарыкум достигает абсолютной высоты 262 м.
Климат в районе бархана Сарыкум теплый, сухой, с резко выраженной континентальностью и аридностью. Среднегодовая температура 14,8°.