腾格里沙漠位于内蒙古自治区阿拉善盟东南角，属于阿拉善左旗南部，介于东径102º21―106 º，北纬37º30―40º之间，该沙漠实际由南冷沙漠、色尔格沙漠和腾格里沙漠所组成，广义的称腾格里沙漠，其范围东接贺兰山山麓平原，南至猫子山及长岭山，北至哈拉乌拉山，西到雅布赖大山，一山之隔就是我国第三大沙漠巴舟吉林沙漠。腾格里沙漠大部分属于内蒙古自治区，小部分分属于甘肃省和宁夏回族自治区。沙漠面积42700km2排在巴丹吉林沙漠后面，沙区山脉大部为低山，东北有骡子山，南有双黑山、通湖山，西面有阿拉古山，绝对高度一般在150―200m，沙区海拔1,300 m －1,500 m，沙区中部地势较低约1,200 m，形成盆地。

主要地貌类型为沙丘、湖盆（包括盐、沼）、山前平原、低山，四种类型交错分布。以流沙复盖面积最大（占70%）与湖盆相隔分布，有大小湖盆422个其中251个积水，湖盆大部分南北宽，东西狭，较大湖盆面积320k m2,小的 3 k m2。

腾格里沙漠蒙古语为“天意”，为茫茫流沙如渺无边际的天空。大约一亿年前这里是汪洋大海，6500万年这里曾是恐龙活动世界，挖出恐龙完整率达98%。

沙区气候特点，温度年变幅大，年较差60 C º以上，绝对最高温度达39.5 C º，绝对最低温度为－27 C º，年平均温度为7.0C º―9.6 C º。无霜期145天―150天左右，年降水量100 m m―200 m m，愈往西愈干旱，在雅布赖一带降水量只有71.50 mm，降水集中在7、8、9三月，春季降水量少，形成春旱。蒸发量大，一般为降水量10倍，相对湿度年平均为35―46%。年平均风速2.90 m―3.70 m/t，春天多风暴，当地称“黑风”。风吹沙流动，形成风蚀、沙埋,影响植物生长。

腾格里沙漠与其它沙漠不同,湖盆多，地下水来源丰富，地下径流总的方向是从东南流向西北，但径流受地形所控制，因此一般都是沙丘向湖盆中心集中，地下水埋藏深度在山前地带达37 m以上，干湖盆地下水深0.5―2 m，地下水矿化度分布也有一定的规律，在干湖盆矿化度是从沙丘向湖盆中心增加。地下水季节性变化明显，1月―2月涨水，4月―5月下降，11月―1月结冻。本沙区有希望含水层有三种：（1）贺兰山或双黑山山前洪积-冲积层潜水;（2）埋藏在古河道冲积层里的承压水;（3）沙丘潜水。

早期苏联学者柯兹洛夫、柯罗夫等都对腾格里沙漠进行过调查，1958年―1959年苏联专家彼得洛夫教授应中国科学院的邀请对我国陕西、内蒙、宁夏、甘肃分布的沙漠进行了综合性考察。

1958年中国科学院国家综合考察委员会下属成立了治沙队，那年治沙队对毛乌素沙地、库布齐沙漠、乌兰布和沙漠、腾格里沙漠进行外围考察。另外，由各专业组成15人小队，用54天横穿腾格里沙漠。通过考察对本人有几点印像比较深刻：

1. 在沙漠深处连鸟都见不到反而能见到牧民，有淡水湖盆就有一户或几户牧民居住，庭院种了花和蔬菜。

2. 在考察期间绝大部分时间在野外住宿，每到宿营地，找淡水成为首要任务。在考察过程总结出找水经验。生长珍珠、红砂和优若黎植物地下水深；生长白茨，檉柳地下水位在5 m―10 m左右；生长芨芨草和芦苇地下水位/ 1―2 m，如果纯芨芨草群落一般地下水在2 m左右，新疆农垦局就以芨芨草作为一种指示开垦农地。生长芦苇植物地下水深浅要看植物生长形态特征，芦苇生长的好，直立高大、成片分布，其它植物种不多，是宿营地最理想地方，淡水可饮用，如果芦苇生长不好，植株矮小或成葡蔔状，地下水是碱水不能饮用。腾格里沙漠随处都有沙葱（Allium mongolicum），那是考察队员59天蔬菜给养。

3. 沙漠里虽然湖盆多，但也有3―4天一段路程没水喝，每人准备充足饮用水，这几天卫生用水就免了。

4. 沙漠里怪事多，有一个湖盆叫蚊子湖，蚊子特别多，我们没带防蚊子装备，只能快速通过。

5. 通过南吉冷沙漠，沙山高185m，需要一天时间通过，骆驼在沙山上，只能走之字形，沙漠紫外级强，沙表温度高，只能后半夜走，上午10点通过；或下午凉快时走，到前半夜到。

本区植被特点具有亚洲中部荒漠的典型特点，向北伸延与蒙古人民共和国南部荒漠有密切的联系，与河西走廊荒漠较为密切，西与南疆荒漠有较显著的差别。整个腾格里地区（包括草旬、沼泽在内）的植物约有145种，分属111个属，38科。植被的基本组成是旱生或中旱生的灌木或小灌木占优势，有些科、属、种在不同地貌类型上扮演着重要的角色。在砾质荒漠低山山麓和山前平原主要生长着旱生半灌木珍珠（salsola passerina Bge）红砂(Reaumuria Soongorica MaX)优若黎(Eurotia ceratoides CL C.A.M)，固定半固定沙地上以油蒿(Artemisia ordosica Krach)占绝对优势，流动沙地上和沙丘弱风坡处生长着籽蒿(A.sphaerocephala Krash)，流沙渐趋向固定后被油蒿所替代。腾格里沙漠存在着数量众多湖盆沙地，水分条件较好，植被类型以湿生和中生植物种组成，湖盆和流沙相隔分布，从流沙到湖盆中心随着微地形变化，地下水升高，水矿化度不同，植物分布有一定规律，流沙沙丘上生长沙竹(Psammochloa villosa Bov)、籽蒿，往湖盆方向地下水升高，生长着白茨(Nitravia tangutorum Bobr)或西伯利亚白茨(N. sibirica pall),当地下水位1m－2m 深出现芨芨草(Achnatherum splendens ohwi)，地表有水处成为莎草适生地(carex stenophylla)，湖盆积水处出现小片的芦苇(phragmites communis Trin)和香蒲(Typha minima L.)。

本沙区高大灌木梭梭(Haloxylon ammodendron Bge)和乔木胡杨(populus euphrafica olivier)不多见，梭梭仅在西部的石头海子和东部札克图附近的半固定沙丘上见到，地下水1m左右，天然更新情况不佳，400m2只有幼苗3株，胡杨林在黑盐池遇见过，树高7―14m，胸径20―30cm，最大50 cm，有根蘖的幼苗，地下水1m左右，矿化度3克/公升。

目前在腾格里沙漠南面修一条包兰铁路和向沙漠内部深入39km迎闫公路，将查汉池盐厂产量由过去每年运出4.5吨提高到5万吨，公路效益3亿元，解决600―700人就业，财政增加收入300多万元。

包头到兰州铁路是我国第一条在沙漠上修铁路，从迎水桥到甘塘40km铁路通过腾格里沙漠，1958年通车，通车前1954年中国科学院沈阳土壤所在沙坡头设立铁路治沙站。上世纪80年代将沙坡头铁路治沙模式向各国推广，1994年沙坡头列为国家级沙漠生态自然保护区，被联合国授予全球环境保护500佳单位称号。2003年被国家旅游局评为全国首批4A级旅游单位。

2007年5月8日又被国家旅游局正式批准为国家5A级旅游单位。

腾格里沙漠是我国沙区开发旅游最早的沙漠，其内容有宁夏中卫县沙坡头鸣沙山以及渡黄河羊皮划。近几年内蒙古阿拉善左旗开发天鹅湖、月亮湖旅游，月亮湖有6000万年历史，面积4.5km2,该湖处在腾格里沙漠东缘，离阿拉善盟巴彦浩特市80 km，距宁夏银川火车站、飞机场约130 km。月亮湖有四个独特之处：一是形状酷似中国地图，站在高沙丘上一看，一幅完整的中国地图，芦苇分隔成为各省区。二是湖水天然药浴配方富含钾盐、锰盐、少量芒硝、天然苏打、碱、氧化铁及其它微量元素，与国际保健机构推荐的药浴配方极其相似。湖水极具生物净化能力，能迅速改善、恢复自然原生态本色。三是长达一公里，宽近百米的天然浴场沙滩，厚达十多米的纯黑色泥。含有十几种微量元素，其品质优于死海的黑泥。四是月亮湖，一半是淡水一半是碱水，旅游点设有A9TV全功能越野车供使用。