内蒙古大青山国家级自然保护区由原包头九峰山、呼和浩特大青山两个自治区级自然保护区和上高台县级自然保护区整合而来，于2008年晋升为国家级自然保护区，是我国北方最大的森林生态系统类自然保护区。保护区位于阴山山脉中段，东起乌兰察布市卓资县头道北山山脊，西至包头市昆都仑河谷，南起大青山山脚土默特右旗沟门，北至卓资县后房子村；东西长约217公里，南北平均宽18公里，涉及呼和浩特、乌兰察布、包头等3个市的11个旗（县、区）。
大青山是阴山山脉的重要组成部分，是我国季风与非季风区的分界线，也是古代游牧文化与农耕文化的分界线。保护区山体相对高度800—1000米，南坡陡峭，受东南海洋季风的影响，为大青山南麓带来了较为温和的气候和雨水，而北坡平缓，直接承受和阻挡西伯利亚寒流、蒙古高原风沙对土默川平原、华北平原及首都北京的侵袭。区域内完好的山地森林、灌丛—草原生态系统，像一座天然的绿色水库，成为土默川平原、黄河上中游地区重要的水源补给区，在调节我国北方水资源供给中起着重要的作用，特别是对呼和浩特、包头、乌兰察布三市的城市建设和经济社会发展起着重要支撑作用。
大青山是华北植物区系的北界，也是蒙古高原植物区系的南界，保护区内植被兼有华北森林植物区系特色及内蒙古高原草原的双重特色。森林成分的分布表现出明显的边缘性，比如保护区是青海云杉分布的东界，油松、白杄、青杄、辽东栎、蒙椴、文冠果等植物分布的西北界，侧柏分布的北界，脱皮榆分布的西部北界。大青山是阴山山脉生物及生态系统多样性表现最为丰富的区域，经调查共有高等植物147科520属1189种，其中苔藓植物45科98属210种、石松类和蕨类12科14属30种、裸子植物3科5属11种、被子植物87科403属938种。脊椎动物5纲27目68科145属248种；节肢动物昆虫纲26目243科1512种，蛛形纲1目21科124种。保护区内有国家重点二级保护野生植物有大花杓兰、山西杓兰、蒙古扁桃、草麻黄等11种；有阴山特有植物有9种，其中大青山沙参、大青山黄芪等5种为大青山特有植物。国家一级保护野生动物有金雕、黑鹳、梅花鹿等10种；国家二级保护野生动物有中华斑羚、豹猫、雕鸮等39种。
