歷史上蒙古族鄂爾多斯部落聚居地域，其範圍大致為黃河河灣的長城以北地域。位於北緯37°20′~40°50′，東經106°24′～111°28′。行政區劃包括內蒙古自治區伊克昭盟全境，烏海市海渤灣區，陝西省神木、榆林、橫山、靖邊、定邊5縣的北部風沙區，寧夏回族自治區的鹽池、靈武2縣的部分地域和陶樂縣全境。面積12萬餘平方公裡。
地質 高原位於鄂爾多斯臺向斜的北部，包括瞭東勝臺凸全部和和陜北臺凹的北部，均為華北臺塊的穩定部分。全區除桌子山外，巖層基本水平，中生代沉降形成向斜盆地，沉積較厚的中生代砂巖、砂礫巖、頁巖，西部有第三紀紅色砂巖。第四紀以來各地有不同幅度的上升。
地貌 高原海拔大部為1300～1500米，東部切割河谷部分可下降到1000米以下，高原頂面個別地方可達1600米以上。西北部桌子山自北向南伸延，主峰桌子山（2149米）。東勝以西至杭錦旗以東一帶是海拔較高地區（1450～1600米）。其北沿是黃河三級階地，為包頭內陸斷陷的南緣。東南部為構造凹陷盆地，境內廣泛分佈第四紀沉積層和現代河湖沉積。鄂爾多斯流沙和“巴拉”（蒙古語固定、半固定沙丘）分佈廣泛。由於不合理開墾，過度樵采和放牧，大片沙區中的固定巴拉日益沙化為流沙，原無大片沙地分佈的高原中部亦出現不少新沙化地面。本區水系除高原內部為內陸區外，四周均為黃河支流，屬黃河水系范圍。
本區可分為5地貌區：①中西部幹燥剝蝕砂質高地。②東南部多湖和沙丘分佈的凹地平原──毛烏素沙地。③北部黃河階地庫佈齊沙帶。④西部桌子山。⑤東部溝谷底薄覆黃土丘陵區。
氣候、植被和土壤 本區位於溫帶季風區西緣，年均溫6～8℃，1月均溫-14～-8℃，7月22～24℃，年均降水量150～500毫米，集中於7～9月，降水變率大。風向除西南部全年以偏西風為主外，冬天以西北風為主，夏天以東南風和西南風為主。無霜期130～170天，10℃以上活動積溫2500～3200℃。自東南向西北愈趨幹旱，降水自東南緣450～520毫米，依次下降到西北緣的150毫米以下，幹燥度由4.0增至16.0。高原東部屬栗鈣土幹草原地帶，西部屬棕鈣土半荒漠地帶。
人文概況 黃河階地庫佈齊沙帶以灌溉農業為特點，旱作農業和畜牧業也占很大比重。中西部砂質高地牧業占絕對優勢，農業在其東部有較普遍分佈。桌子山是石質山地，放牧少量羊、牛等牲畜。東南部凹地以種植沙地、廣種薄收為特色。河谷灘地有旱作農業，耕作比較精細。東部溝谷底薄覆黃土丘陵地，農耕歷史久，是旱作農業類型，黃河沿岸以及地勢較低的河谷適合葡萄、杏、山楂、棗等的培植。
高原分佈有大面積流沙和沖溝侵蝕地面及灘地。風沙為害、水土流失、灌溉灘地鹽漬化，對本區農業生產很有影響。高原面積80％的地下埋藏煤炭，儲量達1050億噸。東勝煤田和準格爾煤田正進行大規模建設。在幹旱缺水的高原北部已發現特大地下水源。
鄂爾多斯高原的伊克昭盟東部是蒙古族、漢族混居的區域，西部為蒙古族分佈區，南部以漢族為主，西南部為蒙古族、回族混居區域。境內主要城市為陜北的榆林市，內蒙古伊克昭盟的東勝市和西部的礦業城市烏海市。