主要保護對象：

（1）最有代表性的極旱荒漠和典型荒漠的植被類型。區內有兩個生態氣候區，植被類型共9類25個亞類，主要對中亞荒漠四大植被類型的泡泡刺、紅砂、黑柴、珍珠類型進行保護。

（2）戈壁植物特有種、瀕危種及其生長地。主要對亞洲中部特有種和國家二類保護植物裸果土、梭梭、胡楊重點加以保護。

（3）特殊地貌和名勝古跡。區內有敦煌莫高窟齊名的國家重點文物保護單位榆林窟，唐代瑣陽城遺址，兔葫蘆新石器遺跡，漢唐古墓葬等文物古跡和布隆吉人頭疙瘩的風蝕地貌。

（4）野生動物及其繁衍、棲息地。生活在極端干旱荒漠條件下的野生動物均為珍貴種源，應于保護。本區有高等動物158種，其中獸類29種，鳥類106種，爬行類9種，兩棲類1種，魚類13種，昆蟲類120余種，屬國家保護的二類動物獸類有北山羊、蒙古野驢、雪豹、猞猁、鵝喉羚、盤羊、巖羊；鳥類有黑鵝、鴇、暗腹雪雞、金雕、隼等。