鳴沙山月牙泉風景名勝區位于敦煌城南五公里，沙泉共處，妙造天成，古往今來以“沙漠奇觀”著稱于世。鳴沙山位距城南五公里，在晴天或有人從山上滑下時會發出聲響，因沙動成響而得名；月牙泉因處于鳴沙山環抱之中，水質甘冽，澄清如鏡，其形酷似一彎新月而得名；鳴沙山和月牙泉是大漠戈壁中一對孿生姐妹，“山以靈而故鳴，水以神而益秀”，有“鳴沙山怡性，月牙泉洗心”之感。這種沙泉共生，泉沙共存的獨特地貌，確為“天下奇觀”。

敦煌月牙泉，古稱沙井，俗名藥泉，自漢朝起即為“敦煌八景”之一；其處于鳴沙山環抱之中，其形酷似一彎新月而得名。月牙泉水質甘冽，澄清如鏡，沙不進泉，水不濁涸；面積0.88公頃，南北長近100米，東西寬約25米，泉水東深西淺，最深處約5米，千百年來不為四周流沙而淹沒，不因干旱而枯竭，堪稱天下沙漠第一泉；泉內星草含芒、鐵魚鼓浪，山色水光相映成趣，風光十分優美。去鳴沙山月牙泉游玩以傍晚、黃昏時分最佳。

敦煌鳴沙山，東漢稱沙角山，俗名神沙山，晉代始稱鳴沙山，處于庫姆塔格沙漠邊緣，以沙動成響而得名，是一種奇特的卻在世界上普遍存在的自然現象。鳴沙山東西長40余公里，南北寬約20公里，主峰海拔1715米；其山體由流沙堆積而成，遠遠望去，沙丘高低起伏，蔚為壯觀。爬上鳴沙山，可以俯瞰月牙泉，還能在山頂上欣賞大漠日落，感受西北大漠的蒼涼廣闊。

敦煌濕地公園歷史上是古代絲綢之路西出玉門關第一個驛站，現在是阻止庫姆塔格沙漠東移、保護敦煌、保護莫高窟的最后一道綠色屏障。這里湖風鹽沼、雅丹群落與戈壁、濕地、葦海、花海、胡楊交相輝映，有成片的蘆葦蕩如海潮起伏，還棲息著成片的荒漠胡楊，秋天時，胡楊葉子片片散發出金色光芒。

甘肅敦煌西湖國家級自然保護區位于甘肅省敦煌市西部，保護區始建于1992年，2003年6月經國務院批準晉升為國家級自然保護區。 保護區總面積66萬公頃，主要保護對象為濕地生態系統、荒漠生態系統及其野生動植物。甘肅敦煌西湖國家級自然保護區是一個內陸濕地、荒漠生態系統和野生動植物類型自然保護區，截至2013年區內有國家重點保護野生動物34種、國家重點保護的植物3種，還分布有大面積原始天然植被、野生動植物和天然濕地，濕地總面積26萬公頃。

黨河是敦煌唯一的地面徑流，年均徑流量3.02億立方米，灌溉40萬畝農田，養育敦煌18萬兒女，是敦煌的母親河。上世紀七十年代黨河上游修建水庫后，下游河道幾乎斷流，僅是每年汛期和排沙時泄洪。城區段的西河壩，沙塵飛揚，垃圾塞道，污水橫流，行人側目屏息而過，古老的河床一片狼籍。建成兼具防洪、生態、文化、景觀、節水等各種功能、公益性開放式的黨河風情線水利風景區。2010年9月榮膺省級水利風景區，2011年10月榮膺國家級水利風景區。

哈拉諾爾湖，位于甘肅省敦煌市西北33多公里的哈拉諾爾。蒙語意為黑色的湖或黑海子，是疏勒河和黨河目前的終端湖。在經歷了半個多世紀的沉寂后，再次碧水漣漪，重現昨日“芳顏”。哈拉諾爾，黨河與疏勒河兩條內陸河匯流處的一處大型洼地，曾為疏勒河下游的河道湖，也是敦煌歷史上最大的淡水湖泊。自清代大興引水灌溉后，由河道湖逐漸演變成終端湖，上世紀六七十年代，哈拉諾爾湖徹底干涸。“在蒙古語中，哈拉意為雄偉，諾爾意為湖。

敦煌陽關國家級自然保護區位于敦煌市陽關鎮境內，總面積8.8萬公頃。保護區主要由戈壁、濕地、沙地、林地和水域組成，是中國西部荒漠區中較為罕見的特殊成因內陸河流生態系統，具有極高的保護價值和科研價值。保護區內有脊椎動物145種，其中列入國家重點保護野生動物名錄的有18種，一級保護動物3種，二級保護動物15種；保護區有種子植物141種，其中列入國家重點保護植物名錄的有4種。