科尔沁国家级自然保护区位于旗境内东北部，地理座标为北纬44°51′42″——45°17′36″，东经121°40′13″——122°14′07″。北靠突泉县，东与吉林省向海国家级自然保护区相邻，南以霍林河为界，西距旗政府所在地巴彦呼舒镇27千米。保护区南北长约46千米，东西宽约44千米，总面积为126987公顷。是一个以保护科尔沁草原、湿地生态系统及栖息在这里的鹤类、鹳类等珍稀鸟类为对象的综合性自然保护区。在保护区境内比较完整地保留着科尔沁草原自然景观的原有面貌。这里分布着家榆、大果榆为建群种的榆树天然次生林；以西伯利亚杏、大针茅为建群种的灌丛化草原，以及类型多样的湿地。

　　保护区最突出的景观特征是沙坨地植被和低湿地植被镶嵌分布，在沙坨地上以疏林灌丛群落为主要代表，在地势平坦的沙质栗钙土上，广泛分布着西伯利亚杏、大针茅灌丛化草原，在沙坨地之间的低湿地中沼泽植被和草甸植被呈环状分布。在保护区有限的空间内，浓缩了科尔沁草原的主要代表类型。

　　保护区内有3条河流交汇贯通：南有霍林河、北有额木特河、突泉河，3条河流均以无尾河的形式形成大面积的芦苇、沼泽—湿地。

　　由于保护区生态环境类型复杂，湿地、草原、灌丛、疏林、沙土地，以及遍布保护区的40余个大小水泡镶嵌分布，为众多鸟类的栖息、繁殖提供了优越的自然环境。境内有鸟类225余种，其中国家一级保护鸟类有8种，分别是：白鹳、黑鹳、丹顶鹤、白鹤、白头鹤、大鸨、金雕、虎头海雕。国家二级保护鸟类有34种，有白枕鹤、蓑羽鹤、灰鹤、大天鹅、白琵鹭、角鸊鷉、赤颈鸊鷉、白额雁、小鸥及18种猛禽。其中：白鹳、丹顶鹤、白鹤、白枕鹤已在《濒危野生动植物国际贸易公约》中列入世界濒危物种，白琵鹭、大鸨被列入世界受严重威胁的物种。在以上这些珍稀物种中鹤类和鹳类在保护区的物种资源中占有十分重要的地位。全世界现有鹤类15种，中国有9种，居世界之冠，而科尔沁国家级自然保护区有鹤类6种，占世界鹤类种数的40%，占全国鹤类种数的66.7%。其中：白头鹤、灰鹤在本区属旅鸟，丹顶鹤、白枕鹤、蓑羽鹤在本区繁殖，而且数量均很大。

　　保护区内设三个核心区：生态系统核心区、物种保护核心区、珍禽繁育核心区，总面积为1.78万公顷。

　　1985年，兴安盟行署批准建立自然保护区。1994年5月，内蒙古自治区人民政府批准晋升为自治区级自然保护区。1995年11月6日，国务院批准晋升为国家级自然保护区，成立科尔沁国家级自然保护区管理局。