在内蒙古自治区西南部及毗邻的甘肃省中部边境，东西介于贺兰山和雅布赖山间，南以长城为界。面积4.27万平方千米。腾格里，蒙古语意为“天”，因茫茫流沙，如无际天空得名。内部沙丘、湖盆、山地和平地交错分布。新月形沙丘链高10～30米，常向东南移动。除北部和西南部外，分布大小湖盆422个，但大多为已干涸的草湖。湖盆内以沼泽、草甸及盐生植被为主，是沙漠内部主要牧场所在。较大湖盆外围分布居民点。沙漠向东南移动危及黄河两岸及包兰铁路安全，是全国治沙重点地区。