位于内蒙古自治区鄂尔多斯市，西、北、东三面均以黄河为界，以鄂尔多斯高原东胜—杭锦旗高原脊线为北界，黄河南岸平原以南，西起巴彦高勒对岸，东至托克托对岸，呈东西带状，横越杭锦旗、达拉特旗和准格尔旗。东西长约400千米，东部宽15～20千米，西部宽50千米，面积约1.86万平方千米。库布齐为蒙古语，意为弓上的弦；弯曲的黄河为弓，沙漠为弦。

地质构造上属华北地台鄂尔多斯台坳河套断陷。库布齐沙漠的沙丘几乎全部覆盖在第四纪河流淤积物上。因下伏地貌、淤积物厚度等不同，沙丘高度、形态和流动程度也有差异。流动沙丘占沙漠总面积的61%，形态以沙丘链和格状沙丘为主（见图），其次为复合型沙丘；半固定沙丘占12.5%，有抛物线状沙丘和灌丛沙丘等；固定沙丘占26.5%，形态为梁窝状沙丘和灌丛沙堆。固定和半固定沙丘多分布于沙漠边缘，并以南部为主。

库布齐沙漠

东部水分条件较好，属半干旱区，西部降水少，跨入了干旱区。该区气温高、温差大，年平均气温6～7.5℃，无霜期135～160天。年降水量150～400毫米，年蒸发量2100～2700毫米。年平均风速3～4米/秒，大风日数25～35天。沙漠东、西部的土壤植被差异十分明显，东部地带性土壤为栗钙土，西部则为棕钙土，西北部有部分灰漠土，河漫滩上还分布着不同程度的盐化浅色草甸土。地势平坦，多为河漫滩地和黄河阶地，沙漠北部有黄河流经242千米。沙漠中、东部有发源于高原脊线北侧的季节性沟川10余条，具有沟长、夏汛冬枯、含沙量大等特点。地下水埋深1～3米，出现了星罗棋布的绿洲景观。

区内地带性植被，东部为典型草原，西部为荒漠草原，西北部为草原化荒漠。由于库布齐沙漠位于台地与阶地分界线上，又因典型草原与半荒漠将其分为东西两部，所以该沙漠的土壤、植被具有曲线性、过渡性、多样性和复杂性特征。沙漠中有中蒙药材250多种，其中蒙药植物就有65种，另有动物药材30多种、矿物药材7种，有较高的开发价值。大漠中胡杨、沙柳、胡枝子、紫菀等各种典型的沙生生物，都是沙漠景观中必不可少的组成部分，也是库布齐生物资源中最重要的部分。