巴丹吉林沙漠位于自治区西端，阿拉善盟阿拉善右旗西部和额济纳旗东部一带。东西长约270公里，南北宽约220公里，总面积为4.71万平方公里，是中国的第三大沙漠。海拔一般在1200～1700米之间。以流动沙丘为主，约占83%。沙漠边缘为沙丘相连的沙丘链地形，起伏较低，比高25～50米；沙漠中心为复合型沙山，一般高200～400米，最高可达500米，移动速度很小。沙山间有洼地、盐湖，但面积都很小，周围生长海韭菜、芨芨草等，为主要牧场。
巴丹吉林沙漠年降水量不足40毫米，但是沙漠中的湖泊竟然多达100余个。高耸入云的沙山，神秘莫测的鸣沙，静谧的湖泊、湿地，构成了巴丹吉林沙漠独特的迷人景观，吸引游客前来观光。