鄂尔多斯市位于内蒙古自治区西南部，地处鄂尔多斯高原腹地。东部、北部和西部分别与呼和浩特市、山西，包头、巴彦淖尔盟，宁夏自治区、阿拉善盟隔河相望；南部与陕西省榆林市接壤。地理坐标为北纬37°35′24″-40°51′40〞，东经106°42′40〞-111°27′20〞。东西长约400千米，南北宽约340千米。总面积86752平方千米。总人口136万人（2004年）。

鄂尔多斯市西高东低，地貌主要分为东部的丘陵沟壑区、西部的高平原区、北部的库布其沙漠区、南部的毛乌素沙漠区、中部的波状高原区和北部黄河南岸的平原区。海拔在850米至2149米之间。属典型的温带大陆性气候。年日照时间为2716﹒4小时—3193﹒9小时。年平均气温在5.3℃-8.7℃，平均月最低气温为–10℃-13℃，7月平均气温为21℃-25℃，全年气温日差为11℃-15℃，年差为45℃-50℃。东部地区降水量为300毫米—400毫米，西部地区降水量为190毫米－350毫米，全年降水集中在7-9月。蒸发量大，年蒸发量为2000毫米—3000毫米。