鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区地处内蒙古鄂尔多斯市中部，位于东胜市和伊金霍洛旗境内，东经109°14′～109°23′，北纬33°25′～34°00′之间，总面积为14770公顷。

保护区建立于1998年，2001年晋升为国家级自然保护区，属于高原内陆湿地生态类型自然保护区，主要保护对象是遗鸥繁殖地及内陆湖泊。

鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区是遗鸥鄂尔多斯种群最集中的分布区和最主要的繁殖地。

鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区属于温带大陆性气候，主要受西北环流与极地冷空气的影响，春季、夏季温热，秋季凉爽，冬季寒冷。季度更替明显，冬长夏短，四季分明。年日照时数3200小时，年日照率大于70%。年太阳辐射能量平均686.83千焦/平方厘米。太阳辐射能量最高值在5月份，最低值在12月份。

年平均气温5.2℃，最热的7月份平均气温21.3℃，最低的12月份平均气温-12.9℃，10℃的年积温为2580.3℃。平均地面温度8.1℃。土壤冻结日数7个月左右。无霜期多年平均116天。

年平均降水量325.8毫米，蒸发量为2501毫米。降水一般集中在每年7～8月份，占全年降水量的65%。

鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区境内主要湖泊有桃－阿海子、侯家海子和苏家圪卜海子。其中最大的湖泊桃－阿海子位于泊江海子乡南部与伊金霍洛旗交界处，呈驼峰状。水质偏碱性，pH8.4 ～ 8.6，常水位水域面积10平方公里，湖水平均水深2.5米，最深处超过9米，是东胜唯一不干涸的内陆湖。雨季，扎日格沟河（鸡沟河）、乌尔图河、活页乌素河、根皮沟和孟家河等季节性河流雨水涌入湖内。

鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区统属于太古界古老变质岩系，在露头较高的地方具有小型褶曲和大规模的断裂构造，规模较大的断裂构造和褶曲潜伏在燕山期构造层之下。保护区内露出地表的岩层以白垩系、侏罗系沉积岩为主，其地表覆盖物主要为自垩系、侏罗系泥岩泥质砂岩、沙砾岩的分化物。

鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区属鄂尔多斯波状高原，整体地势由西南向东北倾斜。最高点位于保护区西侧的巴彦敖包山，海拔1520米，最低点位于桃一阿海子湖区，海拔1360米。保护区内80%以上的地域面积在海拔1367～1412米之间。

鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区内有栗钙土、潮土、风沙土三种类型。

截至2011年，鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区有湿地鸟类83种，属国家一级保护物种有遗鸥、东方白鹳、白尾海雕，属国家二级保护的物种有角鸊鷉、赤颈鸊鷉、白琵鹭、大天鹅、鸢、大鵟、红脚隼、蓑羽鹤、苍鹰、黑浮鸥等10多种。典型的草原动物主要有蒙古野兔、艾鼬、黄鼬、赤狐、兔狲、刺猬、蒙古黄鼬、五趾跳鼠、田鼠和草原沙蜥等。

鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区地理条件独特，分布着众多的咸水湖泊湿地，区内鸟类资源丰富，是全世界遗鸥鄂尔多斯种群最集保护区内的鄂尔多斯遗鸥

中的分布区和最主要的繁殖地。在遗鸥的四个繁殖种群（中亚种群、远东种群、戈壁种群、鄂尔多斯种群）中，鄂尔多斯种群是发现最晚、数量最大的遣鸥种群，它是夏季栖息在鄂尔多斯高原上遗鸥繁殖和非繁殖的个体总和。

保护区2002年被《国际湿地公约》执委会评为全球第1148号国际重要湿地，这也是全球范围内第一个以保护遗鸥及其栖息地湿地生境为主旨的国际重要湿地。