贺兰山国家级自然保护区地跨宁夏、内蒙古两自治区，座落在北温带草原向荒漠过渡地带，位于银川平原与阿拉善高原之间，属阴山山系。山势呈现西南东北走向，中部峰峦重叠，沟谷狭窄，地形险要，两端坡缓而干旱，海拔1400-3500米之间，主峰沙锅洲高达3556米。它阻隔了腾格里沙漠东移和西伯利亚寒流的侵袭。

贺山兰东南坡属宁夏部分，横跨青铜峡、永宁、银川、贺兰、平罗、石嘴山等县（市），已于1982年建立自然保护区，总面积近160000公顷；西北坡属内蒙古部分，在阿拉善左旗境内，也于1992年划出近670000公顷面积建立了自然保护区；森林覆盖率分别为10.4%和31.6%。目前，已形成一个以保护干旱风沙区森林生态系统及珍稀动植物为主要目的的比较完整的自然保护体系。

保护区两边由于自然环境基本相同，垂直气候带、土壤带和植被分布情况也大同小异，森林中青海云杉林占林区面积一半以上。东南坡具有温带干旱、半干旱山地森林植被景观，分布有维管束植物690种，如青海云杉、油松、灰愉、虎榛子、杜松等构成森林植物群落的主要成分，其中国家重点保护的有5种。西北坡地貌复杂，东西走向的较大沟壑40余条，沟中汇水为阿左旗水资源的主要源头。其植被垂直分布明显，与东南坡基本相似，区内有维管束植物511种，其中属于国家重点保护植物有3种，为模式标本产地的植物有49种左右。

全区有陆栖脊椎动物170多种，列为国家重点保护野生动物有金钱豹、马鹿、麝、蓝马鸡、黑颧、大鸨等。这个保护区完整地包括了贺山兰山地生态系统，不仅有效地保护了自然资源，提高了保护区的生态价值和科研价值，而且为该地区的水源涵养产生了巨大的效能。