在内蒙古自治区中部偏西。东临黄河,西至吉兰泰盐池,南至贺兰山北麓,北接狼山。东西最宽约110公里,南北最长约150公里,面积9 900平方公里。南部多流沙,中部多垄岗型沙丘,北部多半固定和固定沙丘。沙漠北部是古黄河冲积平原,沙丘之间有大面积土质平地,并可引黄河自流灌溉,开发利用条件较好,已进行治沙工作。