水源涵养是柴达木盆地生态服务的主导功能之一，对维护青藏高原的生态安全发挥着重要作用。本研究利用柴达木盆地土地利用、气象、土壤、地形等数据，采用InVEST模型对盆地生态系统水源涵养功能的时空特征进行分析，并计算水源涵养功能的冷热点分布格局。结果表明：1)草地是柴达木盆地的主要的植被类型，占盆地总面积的30.00%，主要分布在山区地带，1980–2018年草地面积呈增加趋势。2) 1980–2018年柴达木盆地平均年产水量和水源涵养总量分别为32.17×10~8和12.17×10~8 m~3，水源涵养功能时空变化显著，空间上由四周山区向盆地中心递减，水源涵养量与降水量空间分布比较一致，海拔3 500 m以上的山地水源涵养量约为柴达木盆地总水源涵养量的91.39%，草地是柴达木盆地主要的水源涵养植被，其水源涵养总量占盆地总水源涵养量的95%。柴达木盆地水源涵养量从1980–2018年呈逐年增长趋势，高中覆盖度草地面积增加是柴达木盆地水源涵养量提升的主导因素。3)柴达木盆地多年平均水源涵养量的热点区域主要集中于盆地东部、东南部及南部山区，占柴达木盆地总面积的10.93%，该区域降水丰富，主要分布着中高覆盖度草地，植被覆盖度高，持水能力较强，水源涵养功能强。冷点区域分布于研究区北部、中部及西北部，植被稀疏且降水量少，蒸散量高，水源涵养功能低。本研究明确了柴达木盆地水源涵养的重点区域和草地水源涵养功能的重要性，可为制定盆地草地生态保护政策提供参考依据。