沙湖生态旅游区位于宁夏回族自治区首府银川市北部56公里，平罗县城西南19公里，其地理坐标为：东经106 ° 20'，北纬38°37'。总面积45.10平方公里，耕地及林区面积24.16平方公里，湖泊面积8.2平方公里，平均水深2.2米，流动沙丘12.74平方公里。在南方多湖而少沙，在北方多沙少水，而沙湖却是既有沙又有水的自然生态旅游景区，在全国也是很少见的。
沙湖生态旅游区属新生界第四季全新流，银川平原湖滩地，西大滩碟形洼地地貌，海拔1093米～1102米。西部为贺兰山山体，是阻隔腾格里沙漠东移的天然屏障。旅游区地处贺兰山东麓洪积平原，西高东低。湖周围是沙漠荒地、沼泽湿地，湖中生长着丛丛芦苇、浮游生物、水栖昆虫、软体动物、蛙类、鱼类。沼泽地上生长着各种湿生植物。沙湖的南岸为流动沙丘，面积为1520公顷，相对高度为15米～20米。
沙湖生态旅游区地处内陆，属典型的大陆性气候，按湿度划分属中温地带；按降水和干湿度划分则属半干旱荒漠地带。干旱少雨，平均年降水量约175.2毫米。7月、8月、9月这三个月降水量较多，占全年降水量的66.6%。由于贺兰山的屏障作用，西北来的冷空气难于长驱直入，使这里的气候日照充足、蒸发量大、春暖快、夏热短、秋凉早、冬寒长。年平均气温4.7℃～8.1℃，7月、8月温度最高为24℃，最低温度为零下11.9℃。光照条件好，年平均日照时间为2800小时～3200小时，全年太阳辐射量每平方厘米可达610.5千焦耳。5月～11月上旬湖面水温在14℃以上。12月下旬开始封冻，次年3月初开始解冻，冰层厚度约30厘米，可进行滑冰、冬钓、冬泳等多项冰上活动。每年春秋常出现偏北风或西北风，风速每秒大于17.2米，年大风日数在20天左右。
沙湖生态旅游区生长的植物，树种有杨树、柳树、榆树、槐树、沙枣树、柽柳等；草本植物有针茅、萎陵菜、冰草、芨芨草、三芸草、小画眉、虱子草、沙草、羊草等；草甸植被主要以禾本科为主；盐生植被主要有碱蓬、叶盐爪、花花草、海乳草、小芦草、长叶碱毛茛、西伯利亚蓼、凤毛菊等；沙生植被有沙米、白茨、芨芨草、苦豆子、甘草、蒺藜、细叶复旋花、虫实、地锦、骆驼蒿、沙蓬、猪头刺、沙竹、沙蒿、沙柳、虎尾草等；水生植物有芦苇、蒲草、荆三棱、三棱草、荷花、栖绿萍、慈菇、黑菇子等抗风沙植被；浮游植物有硅藻门、黄藻门、金藻门、隐藻门、甲藻门、裸藻门等。
沙湖生态旅游区的野生动物主要是鸟类和水生动物。
鸟类有天鹅、鸥、凫（野鸭子）、鹭、毛腿沙鸥、夜莺、啄木鸟、雀鹰、鸢、峰鹰、胡鸠、鹰、雕、鹞、乌鸦、燕子、喜鹊、斑鸠、麻雀、布谷鸟等11目24科130种。属国家一级保护动物的有黑鹳、中华秋沙鸭、白尾海雕、大鸨四种；属国家二级保护动物的有角鷉、斑嘴鹈鹕、小天鹅、白额雁、鸳鸯、灰鹤、蓑羽鹤、苍鹰、鸢、长耳鸮、纵纹腹小鸮等14种；属中日候鸟保护协定规定的鸟种有46种；属中澳候鸟保护协定规定的鸟种有9种；属“濒危野生动植物种国际公约”规定保护的共有18种。
水生动物。鱼类17种，分属4科15属。有鲤鱼、鲶鱼、武昌鱼、泥鳅、青鱼、草鱼、鲢鱼、娃娃鱼、翘嘴白等。甲壳类有田螺、蚌、螃蟹、虾、蛤、鳖、青蛙等。浮游动物有29种。沙湖水体内的物量每升为2239.2万个，比较适合四大家鱼的生长。
在沙湖生态旅游区周围的兽类有狗獾、沙狐、刺猬、旱獭等；鼠类有田鼠、黑老鼠、黄老鼠等；爬行类动物有蛇、蜥蜴、沙蜥等；昆虫有瓢虫、食蚜虫、草蛉、蜻蜓、蜜蜂、金龟子、蝼蛄、蝗虫、天牛、吉丁、介壳虫、蚂蚁、土蜂、蝇、蚊子、蝴蝶等。
沙湖生态旅游区的主要景观是连绵起伏的沙漠与水天一色的湖泊相互依托，融“塞外大漠”与“江南水乡”为一体，湖中成簇的芦苇和嬉戏的水禽，更增添了景区内的朝气和灵气。而且生态环境质量良好，没受到工业污染和人为破坏，基本保持着原始自然状态。湖水水质保持在国家“地面水环境质量标准”的一、二类。在一年中，除春灌引黄储水期外，其他时间，湖中的水清澈透明，水质良好。湖泊的补充水源主要是地下水和黄河水，年补充水量在300万～500万立方米。因此，沙湖虽然地处干旱少雨的半荒漠地区，但水量比较稳定，不受干旱少雨的影响。
沙湖生态旅游区的资源十分丰富。一是拥有1万多亩的广阔水面，可开展水上运动项目，如天然浴场、水上摩托、水上跳伞、垂钓等；二是芦苇丛，可算得上是全国芦苇景观的一绝，芦苇的生长形状成一片、一块、一丛的点状分布在湖中；三是鸟类，沙湖生态旅游区有1万多亩水面，2万多亩湿地，水肥草旺，水生植物丰富，是鸟类繁育生存的乐园。从春季到秋季每天都有成群的鸟像移动的乌云在天空中来回盘旋，飞鸣不已。人们可以在百鸟园的观鸟台上借助望远镜仔细的观察鸟的生活习性；四是沙漠，沙湖生态旅游区有16平方公里的流动、半流动沙丘，沙质松软，可开展沙漠娱乐活动。
沙湖生态旅游区，是1990年开发建设的。在1990年以前，因湖泊的形状像元宝，当地群众就把它叫“元宝湖”。1990年，原自治区主席白立忱到元宝湖视察时，他以该湖的湖（泊）、沙（漠）两大独特的自然资源为主题，将元宝湖更名为沙湖。1991年6月原国家主席江泽民到沙湖视察，并为沙湖题名，现在的“沙湖”之名就是江泽民主席题写的。