1980年由國務院批準建立。1988年劃為國傢級自然保護區。位於內蒙古自治區哲裏木盟科爾沁沙地中間地帶，由兩條“入”字形穀峪組成。較大者為大青溝，長約20公裡，深60～100米，溝寬平均350米；較小者為小青溝，長約10公裡，深50～70米，溝均寬350～400米。由於二者深嵌於沙地中，穀深面窄，周圍雖沙丘滾滾，風沙彌漫，晝夜溫差、年溫差都較大，但溝內冬暖夏涼，氣溫變化緩和，適宜植物生長。大青溝有長白區系、內蒙古和華北區系的木本植物106種，草本植物4222種。適應由溝底至溝上氣溫條件的變化，三層植物群落排列有序：①溝底為水曲柳群落，以水曲柳、椿樹居多，黃菠蘿、朝鮮柳相雜，山葡萄、南蛇藤雜生纏繞。②溝坡為蒙古櫟群落，蒙古櫟、櫟桑成蔭，山杏、紫椴穿插，山丁子、花蓋梨伴生。③溝沿為大果榆群落，大果榆為主，色木槭點綴，每到深秋，槭葉盡紅，榆葉轉黃，紅黃相間，景色艷麗。如將三層植物群落按喬、灌、草劃分，由下而上又可清晰地辨別出喬五、灌四、草三等12層植物帶。1982年在大青溝修建瞭旅遊設施，開始接待中外旅遊者。