腾格里沙漠行政区划主要属阿拉善左旗，西部和东南边缘分别属于甘肃的武威市民勤县和宁夏的中卫市。沙漠包括北部的南吉岭和南部的腾格里两部分，习惯统称腾格里沙漠。内部有沙丘、湖盆、草滩、山地、残丘及平原等交错分布。

沙漠内部的平地主要分布在东南部的查拉湖与通湖之间。 沙漠中的湖盆边缘已有小面积开垦。