毛乌素沙漠位于陕西省榆林地区和内蒙古自治区伊克昭盟之间，面积达4.22万平方公里，万里长城从东到西穿过沙漠南缘。据考证，古时候这片地区水草肥美，风光宜人，是很好的牧场。后来由于气候变迁和战乱，地面植被丧失殆尽，就地起沙，形成后来的沙漠（沙地）。这里曾流传着“榆林三迁”的故事。今非昔比，现在的榆林已是“塞上名城”。 夏季的榆林气候凉爽，是旅游避暑的胜地。

   中国大沙区之一。位于北纬37°27.5′～39°22.5′，东经107°20′～111°30′。包括内蒙古[1]自治区的鄂尔多斯[2]南部、陕西省[3]榆林市[4]的北部风沙区和宁夏[5]回族自治区盐池县东北部，总面积为3.98万平方公里。地名起源于陕北靖边县海则滩乡毛乌素村。自定边孟家沙窝至靖边高家沟乡的连续沙带称小毛乌素沙带，是最初理解的毛乌素范围。由于陕北长城沿线的风沙带与内蒙古鄂尔多斯（伊克昭盟）南部的沙地是连续分布在一起的，因而将鄂尔多斯高原东南部和陕北长城沿线的沙地统称为“毛乌素沙地”。

  毛乌素沙漠是在一两千年的时间里逐渐扩展成现在这个规模的，大约自唐代开始有积沙，至明清时已形成茫茫大漠。研究者的观点是当初在鄂旗、鄂托克前旗和乌审旗之间有一小片原始沙漠。据考证，毛乌素沙漠最原始的沙漠只是处于现在沙地西部一小片。但因为整个鄂尔多斯高原的浅层地表都是由地质时期形成的沙砾物质组成，草皮一经破坏，就成了沙漠，所以，在历史上的过度游牧后，沙漠终于像一块传染性的牛皮癣，向四周扩散。
在整个毛乌素沙漠形成过程中，神木—榆林—乌审旗之间的几千平方公里沙地应该是“玄孙”级。事实上直到清代初期，这里都是森林草原；到今天，府谷县西北部和准格尔旗羊市塔乡，还存有天然的杜松林和树龄千年的油松——它们是陕西和内蒙古交界的东段地区繁茂森林消失的见证者，也是沙漠南侵最后的坚守者。