该山脉由于极为高峻而产生巨大的冰川作用，在较为潮湿的南坡尤其如此。该山脉的南坡雪线在海拔4694米开始；冰川向下延伸2896米。在北坡，这些数字分别是5913米和3536米。冰川往往结合起来，形成复杂的冰川系统，不仅占领山谷，而且盘据分水岭。冰川季节性消融在南坡引起严重洪水。古代冰川作用的痕迹在2591～2896米的高度显而易见。
世界中、低纬度山地冰川长度超过50公里的共有8条，其中喀喇昆仑山占6条（厦呈冰川、巴尔托洛冰川、彼亚福冰川、巴托拉冰川、喜士帕尔冰川、却哥隆玛冰川、锡亚琴冰川），山脉的冰川总面积达1.86万平方公里。
除了极地，这条山脉的冰川比世界上任何地方都要多和长。最大的冰川斯帕·比亚福冰川（长100公里），途经伊斯帕山口。屹立于冰川上面的是高峰，其中K2峰又称乔戈里峰，是世界第二高峰（8611米）。
喀喇昆仑山脉是印度河与塔里木河水系的分水岭。河道的形成，主要发生在高海拔带，季节性和永久性积雪及冰川的融水，为河流的主要水源。被称为石面的碎石粉沫悬浮水中，使得冰川融水混浊。山间河道的石面和被侵蚀物质，还使得印度河具有最高的悬浮沉积物负载，超过了其他任何主要河流。地表水聚集在塌磊之中，终年不断地向河流供水。在冬季则形成巨大的冰层。
