鄂尔多斯盆地位于西北地区东部，黄河中游，地跨陕、甘、宁、内蒙古、晋五省区，面积36×104km²。气候属北温带大陆性干旱半干旱气候，地貌上周缘为关中、银川、河套三个次级盆地，中部为黄土高原和沙漠高原。

鄂尔多斯盆地是一个古生代～中生代大型向斜沉积盆地。周边以深大断裂为边界，以前寒武系为基底，从下向上依次沉积了下古生界碳酸盐岩和碎屑岩、上古生界～中生界碎屑岩和新生界松散堆积物。沉积物中不同程度地发育有岩溶、裂隙、裂隙-孔隙、孔隙等类型空隙，分别形成了碳酸盐岩岩溶、碎屑岩类裂隙、白垩系裂隙-孔隙、第四系孔隙四种类型含水层。它们在空间上相互叠置连通，组成统一的含水系统。盆地地下水以大气降水和河流入渗补给为主，主要以蒸发、河流和人工开采排泄。含水系统内发育有众多水流系统，在各水流系统中水化学成份和含量随着地下水流程有序演化。

盆地内蕴藏着丰富的煤、天然气、石油、岩盐等矿产资源，地下水资源也较丰富，是国家级能源开发基地。