黃河北支故道遺跡湖。位於河套平原東端，三面環山形似彎月，南北長約35公裡，東西寬4～14公裡，面積290多平方公裡。烏梁素海是約於清道光三十年(1850)，烏加河改道留下的弧形窪地，清末開鑿疏浚河套灌渠，遂成排水、退水通道，因窪地比降小，排水不暢而積水，因而約於1930年前後形成大湖，其時水面約800多平方公裡。60年代初縮小到598平方公裡，70年代縮到226平方公裡。烏梁素海主要由河套灌溉退水補給，水流向南排入黃河，水體屬半流動性。盛產鯉、鯽、赤眼鱒、、雅羅魚、鯰等，以黃河大鯉魚著名，年均產魚1100～1200噸。近年來湖底葦蒲腐殖物及泥沙淤積較快，年約增高1厘米，湖面和水深漸小，水質礦化度增高，約3.5～5.7克／升，目前可養魚水面僅為湖面的54％，約160平方公裡，危及漁業發展。海子及四周沼澤發育，蘆葦、蒲草叢生，盛產優質蘆葦。夏半年有大量候鳥水禽棲息繁殖，其中以疣鼻白天鵝最為珍貴。