玉树藏族自治州的人口以藏族为主，据统计，1999年全州人口为25.27万人，其中藏族占比高达97%，主要为康巴族居民。其他民族，如汉族、回族、土族、蒙古族、撒拉族、苗族、布依族、壮族、满族、朝鲜族等，仅占3%，是全国少数民族人口比例最高的自治州。农牧业人口占总人口的大部分，为31万人。

2000年的第五次全国人口普查数据显示，玉树州的总人口增加至262,661人，具体分布如下：玉树县77,854人，杂多县38,654人，称多县40,391人，治多县24,194人，囊谦县57,387人，曲麻莱业场范父县24,181人。

到了2024年，玉树州的人口增长情况为出生率11.5‰，死亡率3.5‰，自然增长率8‰。年末总户数为110,625户，户籍人口总数为391,829人。藏族人口占比达到了惊人的97.65%，共有382,609人，而其他民族仅占2.35%，为9,220人。