乌梁素海地处后套平原东端，明安川和阿拉奔草原西缘，北靠狼山山前洪积扇，南邻乌拉山山后洪积阶地；北纬41°，东经108°54′，距乌拉山镇22千米。
乌梁素海位于巴彦淖尔市乌拉特前旗境内、呼和浩特、包头、鄂尔多斯三角地带的边缘，距乌前旗政府所在地西山嘴镇13公里，距110国道22公里，距西王公路4公里，距哈磴高速公路西山嘴出口15公里。
乌梁素海已被国家林业部门列为湿地水禽自然保护示范工程项目和自治区湿地水禽自然保护区，同时列入《国际重要湿地名录》。
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