锡林郭勒盟位于内蒙古自治区的中部，土地面积20.3万平方公里。东起东经120°07′,西至东经111°08'，南起北纬43°35'，北至北纬46°40'。
锡林郭勒盟属内蒙古高原的一部分，地势南高北低，东部南部低山丘陵环绕，错落其间。西部北部地势平坦，零星分布一些低山丘陵和熔岩台地。锡林郭勒盟属中温带大陆性气候，大部分地区海拔在1000米左右。年日照时数2800--3200小时，日照率为64--73%。昼夜温差一般在10°Ｃ左右， 年降雨量在200～400毫米，蒸发量在2100毫米左右。降雨多集中在7、8、9三个月内。平均无霜期大约在90～140天之间。年平均气温在0°Ｃ～3°Ｃ之间，年平均风速为3～5米／秒。锡林郭勒盟从地貌特征来看，草原面积2.95亿亩， 占全盟土地总面积的97.2%。土壤类型从东至西大体依次分为淡黑钙土 、暗栗钙土、栗钙土，淡栗钙土、棕钙土五种。锡林郭勒盟按土壤植被自东向西依次分为东部草甸草原区（面积3590亩，为锡盟草原植被面积的17%），中部典型草原区（面积13400万亩，占草原植被面积的63%），西部半荒漠草原区（面积4243万亩，占全盟草原植被面积的20%）。其中浑善达克河区从西北往东南横贯中部占全部锡林郭勒草原面积的12.78%，约3777万亩。75%为固定河丘， 河区水源丰富，一般水位1米。
锡林郭勒盟全盟有75公里以上的河流20多条，分为三大水系：即溧河水系、呼尔查干诺尔水系、乌拉盖水系。河流总长3727公里，流域面积83857平方公里。此外有40多条季节河。有大小湖泊1363个，总蓄水量35亿立米。这里的地下水也十丰富，大部分地方可打浅水井。