大青沟在蒙语中被称为“冲胡勒”，是一条南北走向的绿色深谷，横卧在科尔沁南部的原野之上，与长约250多公里的科尔沁沙带相接壤。大青沟深谷由东（小青沟）、西（大青沟）双沟组成，各长达10余公里。双沟交叉呈人字形，沟深100余米，宽约200-300米，一直伸入辽宁省的彭武县境内。大青沟与沟外的沙化现象形成了鲜明的对比，沟内的千眼泉水，终年流淌。小河涓涓淌过，清冽澄明，入口甘甜芳美。沟内的景致更是朦胧中夹杂清丽，好似梦幻世界一般。有“沙漠绿洲”、“沙海明珠”和“天然野生动植物基因库”等诸多美誉。大青沟，以奇特的地貌、茂密的原始森林、清澈的溪流、湖泊和周边地区广袤的沙漠，以及当地蒙古族独特的接待礼仪和饮食习惯构成的自然生态和民俗旅游产品，不仅在内蒙古享有盛誉，而且在大半个东北也名声鹊起。
位于大青沟源头以下一公里处，向人们展示着大青沟地区“林涛万顷接天碧，幽谷百丈入地青”的奇特的地貌和自然景观。有“夫妻树”、“五兄弟树”、“嘎达梅林小路”、“蜗角枫”、“莲中寺”、“御马桩”、“野猪滩”、“白蛇洞”、“青龙泉”等18个小景点。
位于大小青沟汇合处，是一个融景物观赏和漂流娱乐于一体的风景区。有“放火警钟”、“金龙剑”石雕、“菊丽玛女神”雕像等小景点。
位于小青沟中上段，是一个集景物观赏、水上娱乐和餐饮服务于一体的综合性景区。这里可以游泳、划船、钓鱼、坐快艇，还可以享受全鱼宴。
可乘开往齐齐哈尔的火车，在甘旗卡站下车，从甘旗卡火车站步行10-15分钟至长途汽车站，再乘发往大青沟的面包车，每小时一班，1.5小时的车程。
保护区地质构造属于西辽河洪积沙沉降带，表层为粟钙土和风积沙。地表显现高低不平的沙丘草地貌。
保护区属于温带季风草原性气候，年平均气温5.6℃，平均降水450mm，主要集中在7.8两月。年蒸发量在1900—2000mm之间，是年降水量的4倍多。全年无霜145天，冬季漫长寒冷，春秋两季干燥多风，每年大风日数多达50-70天.
保护区沟谷内由于地下渗透水形成无数泉眼汇集成溪流形成河流，常年不断流淌，水面宽2-4米，水深1米左右，年平均流量为0.9立方米/秒，每年约有3000万立方米水流入辽河的支流柳河。
保护区植被类型由沟底到沟沿，共划分为6个植被类型，23个群系，植被类型有森林、灌从、草原、沙地、草甸、沼泽植被。
保护区土壤可分为3个种类：一是风沙土，主要分布在沟坡和沟上大部分地区；二是草甸土，主要分布在大、小青沟底冲积滩地和沟坡下部；三是沼泽土，主要分布在大、小青沟沟底河流沿岸。
大青沟自然保护区有蕨类和种子植物528种，主要树种有水曲柳、黄菠萝、黄榆、胡桃楸、椿树等，药用植物有五加、黄柏、忍冬、天麻、党参、黄芪、白头翁、防风等200多种，观赏植物有三、四十种。保护区内植物包涵内蒙古高原、燕山山脉和长白山脉三个区系共106科、359属、709种，其中木本122种，草本587种。二级国家重点保护植物：水曲柳、紫椴、黄菠萝。
保护区内栖息着狐、花鼠、水獭、狼和野兔、鸢、秃鹫、雀鹰、红脚隼、黄瓜隼、红隼、猎隼、纵纹腹小鸮、红角鸮、长耳鸮等野生动物。
