中国第三大沙漠，在内蒙古西部，雅布赖山以西，北山以北，弱水以东。位于北纬39°30＇～42°，东经98°30＇～104°，面积约4.43万平方公里。地处阿拉善荒漠中心，气候干旱，流动沙丘占全部沙漠面积的83％。中部有密集的高大沙山，一般高200∼300公尺，最高的达500公尺。以复合型沙山为主，为北30°∼40°东方向排列，反映西北风向的强大影响。高大沙山的周围为沙丘链，一般高20∼50公尺。主要属内蒙古额济纳旗和阿拉善右旗，东部小范围属阿拉善左旗。巴丹吉林系蒙古语，沙漠以一居民点而得名。
　　沙丘和沙山上长有稀疏植物，西部以沙拐枣、籽蒿、霸王、麻黄为主;东部主要为籽蒿和沙竹，沙拐枣、麻黄、霸王已逐渐减少。高大沙山间的低地有144个内陆小湖，主要分布在沙漠的东南部。由於蒸发强烈，湖泊积聚大量盐分，湖水大多不能饮用或灌溉。东南部一些湖泊的边缘生长芦苇、芨芨草等，可供牧业利用。某些湖盆边缘仍有淡水泉出露，可饮用，为今後治理沙漠提供了有利条件。
　　地质构造上属阿拉善地块，地貌形态缓和，主要为剥蚀低山残丘与山间凹地相间组成，第四纪沉积物普遍覆盖于地表，形成广泛分布的戈壁和沙漠。
　　在沙漠范围内，除东、南、北部有小面积的准平原化基岩和残丘外，广大地区全为沙丘覆盖，其中流动沙丘占83％。西部边缘的古鲁乃湖、北部的拐子湖、东部的库乃头庙附近有以梭梭为主的固定、半固定沙丘，面积约3000平方公里，沙丘高大密集，其中高大沙山占沙漠总面积的61％，高度多在200～300米，最高可达500米，有叠置沙丘的复合型沙山、金字塔型沙山及无明显叠置沙丘的巨大沙山等3种形式，单纯的沙丘链所占面积较小。仅在沙漠的东南部，沙山之间分布有许多内陆小湖（俗称海子），约有144个，面积一般为1～1.5平方公里，最大深度可达6.2米。多为咸水，不能饮用。湖周植物生长茂密，多为湿生、盐生等类型，常以湖水为中心与周围沙丘呈同心圆状分布，接近沙丘的地段出现以沙生植物为主的固定、半固定沙堆。海子周围常为牧场及聚落所在。