毛烏素沙地是中國第五大沙漠，也稱“烏審沙漠”，包括內蒙古自治區的南部、陝西省榆林市的北部風沙丘和寧夏回族自治區鹽池縣東北部，總面積為398萬平方千米，在我國十大沙漠和沙地中，長期以來被比喻為“最年輕的沙漠”。
明長城從東到西穿過沙漠南緣，有黃河支流無定河、窟野河等河流穿過，境內有大小湖泊170餘個，多為蘇打或含氯化物鹹水湖。所以，這裡並非不毛之地。
毛烏素的地名起源自陝北靖邊縣海則灘鄉的毛烏素村，北宋時期為西夏對抗宋朝軍隊入侵的屏障，其境內綠洲“地斤澤”為西夏開國太祖李繼遷的龍興之地”。據地質學者考證，古時候的毛烏素沙地一帶是個水草肥美、風光宜人的牧場，是各王朝著名的養馬之地，曾經為匈奴、羌、丁零、突厥、党項人所佔據。
後來由於氣候變遷，以及宋與西夏達百年戰爭的關係，造成水土流失，地面植被喪失殆盡，加上該地區的淺層地表都是由沙礫物質組成，因而逐漸形成後來的沙地。
當地的歷史名城榆林見證著毛烏素沙地的擴張。歷史上，榆林的民眾經常受到從毛烏素沙地吹來的風沙侵害，曾三次被迫“南拓”，更換城址是謂“榆林三遷”。不過經當地努力治沙後，令榆林變為著名的“塞上名城”，沙害也
減至
最低。現在，這裡夏季氣候涼爽，是旅遊避暑的熱門勝地，也是人們走出家門、走出城市，放鬆、解壓的好地方。
毛烏素沙地海拔多為1100~1300米，西北部稍高，達1400~1500米，個別地區可達1600米左右。東南部河谷低至950米。毛烏素沙地主要位於鄂爾多斯高原與黃土高原之間的湖積沖積平原凹地上。出露於沙區外圍和伸入沙地境內的梁地主要是白堊紀紅色和灰色砂岩，岩層基本水平，梁地大部分頂面平坦。各種第四系沉積物均具明顯沙性，鬆散沙層經風力搬運，形成
易動
流沙。平原高灘地（包括平原分水地和
梁旁
的高灘地）主要分佈全新統至上更新統湖積沖積層。
沙區年均溫6~8。5℃，年降水量250-440毫米，集中於7~9月，佔全年降水60%~75%，尤以8月為多。夏季常降暴雨，又多雹災，最大日降水量可達100~-200毫米。沙地東部年降水量達400~440毫米，屬淡慄鈣土乾草原地帶，流沙和巴拉（半固定和固定沙丘）廣泛分佈，西北部降水量為250-~300毫米，屬棕鈣土半荒漠地帶。
毛烏素沙地處於幾個自然地帶的交接地段，植被和土壤反映出過渡性特點。除向西北過渡為棕鈣土半荒漠地帶外，向西南到鹽池一帶過渡為灰鈣土半荒漠地帶，向東南過渡為黃土高原暖溫帶灰褐土森林草原地帶。
中華人民共和國成立後，在陝北進行固沙工作，引水拉沙，發展灌溉植樹造林，改良土壤，改造沙漠，成效顯著。透過各種改造措施，毛烏素沙區東南部面貌已發生變化。
研究毛烏素沙地的成因，早已是一個比較專業的問題，只有知道它是怎麼變成這樣的，才知道怎麼讓它去改善。這裡有地質成因說和歷史成因說等幾種說法。有的研究者的觀點是毛烏素沙地最原始的沙漠只是處於現代沙地西部一小片。但因為整個鄂爾多斯高原的淺層地表都是由地質時期形成的沙礫物質組成，草皮一經破壞，就成了沙漠，所以，在歷史上的過度遊牧後，沙漠終於像一塊傳染性的牛皮癬，向四周擴散。
先秦和秦漢時的毛烏素地區，曾經發展過農業，後來一直是遊牧區，直到唐初。後來經不合理開墾，植被破壞，流沙不斷擴大。陝西的一位研究者認為，毛烏素森林草原的破壞，起源於唐初“六胡國”昭武九姓在這裡的濫牧。到兩宋時期，毛烏素的沙漠化向東南拓展；明末到清初，其推進速度就更快了。
雖然研究者各持己見，但是大家公認的是毛烏素沙地的絕大部分地方在佔代曾經水草豐美。5世紀時，毛烏素南部（今靖邊縣北的白城子），曾是匈奴民族的政治和經濟中心。當時草灘廣大，河水澄清，風光宜人，是很好的牧場。
後來由於不合理開墾、氣候變遷和戰亂，地面植被喪失殆盡，就地起沙，形成後來的沙地。毛烏素沙地是在一兩千年的時間裡逐漸擴充套件而成的，大約自唐代開始有積沙，至明清時已形成茫茫大漠。
在整個毛烏素沙地的形成過程中，神木一榆林一烏審旗之間的幾千平方千米沙地應該是“玄孫”級。事實上，直到清代初期，這裡都是森林與草原；到了當代，府谷縣西北部和準格爾旗羊市塔鄉還存有天然的杜松林和樹齡千年的油松，它們是陝西和內蒙古交界的東段地區繁茂森林消失的見證者，也是沙漠南侵最後的堅守者。
如今，曾經一望無際、寸草不生的戈壁沙漠已經變了個模樣，一片片林地取代了昔日的漫漫黃沙，築起了中國塞北沙漠中的一道“綠色長城”。而旁觀者要乾的就是愛護它、保護它！