黑河湿地国家级自然保护区位于黑河中游，跨甘州、临键判泽、高台三县区，范围在东经99°19′21″-100°34′48″，北纬38°57′54″-39°52′30″之间，保护区沿黑河中游干流河道分布，东自甘州区三闸镇新建村起，向西经高台县罗城乡盐池滩至黑河正义峡出界处；北自黑河正义峡出界处起，沿黑河干流北岸、山丹河河道至甘州区红沙窝国有林场；南自甘州区三闸镇东泉村起，沿黑河干流南岸，经甘州区沙井镇兴隆村、临泽大沙河至五泉国有林场，沿大沙河河道与黑河干流南岸，至肃南裕固族自治县和高台县交界处。
保护区总面积41164.56公顷，其中核心区13640.01公顷，缓冲区12531.21公顷，实验区14993.34公顷，三个功能区基本各占1/3。保护区属“自然生态系统类”“内陆湿地和水域生态系统类型”。其主要保护对象为我国西北典型内陆河流湿地和水域生态系统及生物多样性；以黑鹳为代表的湿地珍禽及鸟类迁徙重要通道和栖息地；黑河中下游重要的水源涵养地和水生动植物生境；西北荒漠区的绿洲植被及典型的内陆河流自然景观。 保护区处在河西走廊中段、青藏高原和蒙新高原的过渡地带，区域狭长，地理位置独特，生物多样性突出，由内陆山地-荒漠-绿洲三个子系统构成复合系统，典型性和代表性明显，在西北荒漠地区非常珍贵和稀有。保护区主体地貌为河谷平原，海拔1200―1500米，呈条带状分布。北部为戈壁平原邻近巴丹吉林沙漠，南部为祁连山荒漠戈壁。 黑河流域地域辽阔，森林、草原、冰川、河流、水域分布广泛，动植物资源较为丰富。高等植物有84科399属1044种，属于国家二级保护的有星叶草、冬虫夏草等，属于国家三级保护的有肉苁蓉、蒙古扁桃、桃儿七、裸磨拦果木等。陆栖动物有229种，占全省陆栖动物659种的24.78%，属于国家一类保护的有藏野驴、雪豹、野牦牛、白唇鹿、马麝、黑鹳、遗鸥等16种，属于国家二类保护的有马鹿、盘羊、岩羊、草原雕、蓝马鸡、大天鹅、小天鹅、灰鹤等44种。
保护区位稿游改于我国候鸟三大迁徙途径西部路线的中段,地表水与地下水的反复交替,形成了境内湖泊、沼泽、滩涂星罗棋布,生物多样性丰富,喜湿植物茂盛的内陆干旱区独特的湿地生态系统,为野生鸟类繁衍生息创造了得天独厚的条件,是春秋两季大量候鸟停歇嬉戏的天堂。有国家I级保护鸟类黑鹳Ciconia nigra、玉带海雕Haliaeetusleucoryphus、白尾海雕Haliaeetusalbicilla等4种,国家Ⅱ级保护鸟类大天鹅Cygnus Cygnus、小天鹅Cygnuscolunbianus、鹗Pandion haliaetus、灰鹤Grus grus等18种,国家“三有”鸟类60余种途经这里。