地处祁连山地槽东翼与鄂尔多斯台地西缘之间，居黄河流域上游，黄土高原中间地带，位于宁夏回族自治区固原市原州区东北。南北长13.18千米，东西宽8.4千米，总面积66.6平方千米。其中，核心区面积17平方千米，占保护区总面积的25.5%；缓冲区面积14平方千米，占保护区总面积的21%；实验区面积35.6平方千米，占保护区总面积的53.5%。1982年建立草原自然保护区，1995年被列为省（区）级自然保护区，2013年晋升为国家级自然保护区。主要保护对象为黄土高原半干旱区典型草原生态系统、典型草原生物多样性、典型草原自然生态“本底”及野生动植物的天然基因库。云雾山属南北走向，地质以石灰岩为主，其次是红沙岩。地势南低北高，南坡平缓，北坡较陡，为黄土覆盖的低山丘陵区。属中温带半干旱气候，年均温6℃，年降水量350～400毫米。土壤主要为黑垆土。有典型草原、草甸草原、荒漠草原、中生代落叶阔叶林和耐旱落叶灌丛5个植被亚型，11个群系。其中以黄土高原丛生禾草草原的代表类型长芒草群系为主，其次为百里香、铁杆蒿、委陵菜等。保护区有种子植物181种，其中草本植物140多种，包括饲用植物110种，药用植物41种。有脊椎动物80种。经过封禁和草原生态系统定位监测研究，经济、社会、生态效益显著提高，成为中国西部草原植被恢复与草原自然修复的成功典范。为中国科学院水利部水土保持研究所、西北农林科技大学、兰州大学、宁夏大学草业科学研究与研究生培养、农业部狐狸野性化驯养的科研基地和国家林业局退化生态系统定位监测基地，以及全球气候变化定位监测点。