位于大青山以南,昆都仑河以东,东南至蛮汉山山前丘陵,西南至黄河。地势自西、北、东三面向南倾斜,海拔990~1200米,坡度0.143‰~0.11‰,面积7900平方千米。主要为黄河的冲积平原和山前洪积平原,西南部为黄河冲积平原,北半部沿京包铁路至大青山南麓为山前洪积、冲积平原。地表砂砾石较多,洪积、冲积平原边缘细土层较厚,且地下淡水资源比较丰富,适于农耕。区域中部的察素齐镇—哈素海—河口镇以东,地势向西南倾斜,大黑河及其支流小黑河等由东北向西南流经托克托县的河口镇注入黄河。
属中温带半干旱季风气候,年平均气温5~7.5℃,平均年降水量350~400毫米。平原地区因海拔低,并有大青山的屏障,所以气温较高。雨季山沟有洪水,可引洪灌溉;因水中富含矿物质,可提高土壤肥力。西南部为黄河冲积平原,组成岩性以粉沙和亚黏土为主。东北部为大黑河的冲积平原,组成物质多为沙质黏土与黏质沙土。土壤主要是灌淤土,分布广泛,此外有盐土、新积土、草甸土、风沙土等。天然植被已为农田所代替。农业垦殖历史较久,耕作业发达,是内蒙古自治区重要灌溉农业区,也是内蒙古主要的粮、油、糖基地。