锡林郭勒草原属内蒙古高原的一部分，地形比较平坦开阔，可利用优质天然草场面积18万平方公里。其地势由东南向西北方向倾斜，东南部多低山丘陵，盆地错落，西北部地形平坦，一些低山丘陵和熔岩台地零星分布其间。东北部为乌珠穆沁盆地，河网密布，水源丰富。西南部为浑善达克沙地，由一系列垄岗沙带组成，多为固定和半固定沙丘。海拔在800—1200米之间，寒冷、多风、干旱，年平均气温1—2℃，无霜期90—120天。年降水量从西北向东南为150—400毫米，属中温带半干旱、干旱大陆性季风气候。锡林郭勒盟四季分明，春季气温回升迅速，风多风大雨量少；夏季凉爽多雨，雨量变率较大；秋季天气凉爽，天气晴朗，风力不大，气候稳定；冬季漫长严寒，总降雪量一般在10—20毫米。锡林郭勒盟境内河流纵横，湖泊密布。河流大多数为内陆河，主要有乌拉盖河、巴拉根河、锡林郭勒河、高格斯太河；外流河有滦河水系。全盟有大小湖泊1363个，天镶地嵌在辽阔的草原上，总蓄水量35亿立方米，其中淡水湖672个，蓄水量20亿立方米。较大的湖泊有4个：乌拉盖湖、查干淖尔、白音库伦诺尔湖、浩勒图音诺尔湖。

锡林郭勒草原生态旅游区以锡林浩特市为中心，涵盖了以锡林郭勒国家级草原自然保护区为主体的近10000平方公里的范围。其面积约占锡林郭勒盟的5％， 体现了锡林郭勒盟的主要草原旅游景观。