恩格贝生态示范区位于恩格贝镇（E109°17′20″—109°28′00″，N40°18′30″—40°26′20″），东西长15.1公里，南北宽9.5公里，总面积200平方公里。恩格贝地理单元属鄂尔多斯台地，黑赖沟和布日嘎太沟两条时令性黄河一级支流为本区东西的天然界河。地势为南高北低，西高东低，经风蚀堆积形成北梁，中滩、南沙相间的三大地貌类型。恩格贝沟从西南向东北贯穿示范区汇入黑赖沟。本区日照充足，年平均日照射时数在3100小时以上，年平均气温在7℃左右，极端最低温度为－33.9℃～－35.2℃，极端最高温度为33.9～38.2℃。全年≥10℃积温3197.4℃，光能利用潜力大。平均无霜期149天。多年平均降水348.3毫米，降水多集中于7、8、9三个月，占全年降水量的70%左右。多年平均蒸发量2506.3毫米，为降水量的7.2倍，以5～7月份为最大。全年平均风速有3.2～3.3米/秒之间，最大风速达22米/秒。全年8级（17米/秒）的大风日数在20天左右，一年中，以3～5月出现最多。

　　河流主要为1989年布日嘎斯太沟特大洪水切割形成的恩格贝沟及上游的几条支沟，水的来源为恩格贝沟地下泉眼和侧向渗流，pH值7.5—8.0，偏碱性，适宜灌溉和人畜饮用。地带性土壤为栗钙土，非地带性土壤有潮土和风蚀沙土。风沙土遍布整个示范区，是示范区内的主要土壤。示范区属于荒漠和干旱草原过渡带，受生态环境条件所限，天然植被分布以沙生植物为主，主要是黑沙蒿、羊柴、梭梭、柠条、沙棘等。