巴丹吉林沙漠，位于阿拉善荒漠的中心，东西长270公里，南北宽220公里，是中国第三大沙漠，其边缘为沙丘链地形，起伏较低，比高25～50米。沙漠内部为高大的复合型沙丘链，金字塔型沙山密布重叠，约占总面积的68%，比高200～400米，最高可达500米，是中国也是世界上最高大的沙山。在高山深谷之中，分布着144个小湖泊，水色多呈深碧色，也有白色的，含盐碱所致，并有红色的，由嗜盐菌繁衍铺染而成。经兰州沙漠所等单位考察，巴丹吉林沙漠还是世界上最大的鸣沙分布区。鸣沙也称响沙，如鄂尔多斯市达拉特旗罕台川的响沙湾蜚声海内外，而巴丹吉林沙漠中的多处响沙，则很少有人知道。这里的沙子经不同方向来风反复搬运研磨，非常清洁，而且表面具有类似蜂窝状的孔洞，摩擦时易于造成共振，可能是形成鸣沙的主要原因。     

戈壁分布有滚动砾石和基岩裸露两种类型。阿拉善戈壁基本上属于后者，但其上分布有玛瑙、碧玉、蛋白石、石英等砾石，如“玛瑙湖”（滩），是著名的戈壁观赏石产地。