巴丹吉林沙漠位于阿拉善盟额济纳河东岸古日乃湖以东、宗乃山和雅布赖山以西、拐子湖以南、北大山以北的地区。在行政区划上属阿拉善右旗与额济纳旗，在自然地带上已处于阿拉善荒漠中心。总面积471万公顷，是仅次于塔克拉玛干和古尔班通古特两大沙漠的中国第三大沙漠，是内蒙古境内第一大沙漠。它与腾格里沙漠及乌兰布和沙漠统称为阿拉善沙漠。巴丹吉林沙漠虽以流沙为主，但在沙丘及沙山上仍有稀疏的植物生长，主要分布在迎风坡及背风坡下部。主要为籽蒿、花棒、麻黄等。

巴丹吉林沙漠内分布有许多内陆小湖，共113个，总水面3 255公顷，主要集中在东南部。其中淡水湖12个，水面121公顷，水资源7.27万立方米。其余为咸水湖，水资源1.31亿立方米。由于蒸发强，湖泊累积盐分，旷化度较高，多为咸水。少数湖盆边缘有泉水出露，流向湖内，均系沙丘水补给，水质较好。沙漠边缘区有较广泛的梭梭林带分布，面积2万公顷，成为巴丹吉林沙漠边缘地区主要的天然植被。著名的中药材－肉苁蓉，即产于此地。传说，在这浩瀚的大沙漠中，有一个叫古冬京·固日班·吉林的湖泊，是由3个小湖组成的鼎形湖，中间有一座高大沙丘，湖泊四周草木丛生，景色优美。历史上找到这个湖泊的人极少。清光绪年间有一个苁蓉马家的商人，在前往拐子湖途中曾碰到过此湖。为弄清此湖的确切位置，中国地质工作者曾于20世纪60年代进行过勘探，在飞机上曾经发现此湖，并投下标旗，以便实地查找。但是，经过几个月的地面寻找，除找到其中的几个旗杆外，别无收获。