锡林郭勒草原自然保护区于1985年经自治区人民政府批准成立，1997年12月8日国务院批准晋升为国家级自然保护区。1987年"联合国教科文组织人与生物圈计划"将锡林郭勒草原自然保护区纳入国际生物圈网络。1993年纳入 "中国人与生物圈委员会"网络成员。2004年成为"中国生物多样性保护基金会"自然保护区委员会成员。
    为了更加有利于管理和发展，按照建立国家级自然保护区规范要求，2005年经国务院批准，国家环保总局批复对保护区功能区和范围进行了调整，保护区面积由原来的10786平方公里调整为5800平方公里，调整后的保护区设6个核心区，面积由原来的18.5平方公里增加到580.59平方公里，占保护区总面积的10.01%。设6个缓冲区，面积为554.64平方公里，占保护区总面积的9.56%。实验区面积为4664.77平方公里，设科研宣教和生态旅游示范区1处，占地1平方公里。1995年9月25日与澳大利亚普克马克生物圈保护区结为姊妹友好保护区。中科院在保护区建立了"中国科学院草原生态系统定位研究站"，对保护区进行了长期的科学研究。保护区给内蒙古大学和内蒙古农业大学等区内外科研院校提供了教学实习基地。从1992年开始对各功能区进行草原生态年例行监测。保护区"人与自然展览馆"展有大量的野生动植物标本，以宣传自然保护知识和科研监测以及生态旅游示范为主。为了加强对区内资源的有效保护和管理，2001年《锡林郭勒草原国家级自然保护区管理条例》经内蒙古自治区第九届人民代表大会常务委员会第二十二次会议通过并实施。
    锡林郭勒草原自然保护区是一个以保护在半干旱气候条件下发育在栗钙土上的典型草原生态系统，在半湿润气候条件下发育在黑钙土上的草甸草原生态系统以及分布在草原地带上的沙地森林生态系统和分布在河谷地带的湿地生态系统的结构与功能的完整性，保护在各类生态系统中繁衍生息的野生动植物资源为主的综合性保护区。
    保护区生物多样性较丰富，除天然草原外还包括沙地森林、农田、湿地等复杂多样的自然生态系统。其中草原生态系统是主体，约占总面积的90％以上，草原生态系统主要包括典型草原生态系统和草甸草原生态系统。
    在保护区的中部还有横贯东西的一条沙带，是内蒙古第四大沙漠浑善达克沙地的一部分。在沙地内分布有杨桦林生态系统、榆树疏林生态系统与沙地草原生态系统，保护区建立的阿布都尔图山杨白桦-沙地云杉林核心区就代表了这一类型。
    湿地生态系统主要是指保护区内的锡林河、扎格斯台淖尔等河流湖泊、溪水及其周边地区的沼泽湿地。这一类型生态系统所占面积不大，但其生态服务功能地位十分重要。
    保护区境内不但具有复杂多样的各类生态系统，而且具有丰富的野生动植物资源，现已查明保护区境内共有种子植物658种，分属299属、74科；苔藓植物74种；保护区及其周边地区共分布有鸟类16目34科136种；保护区内还分布有兽类6目15科33种；此外，据调查该区有蝗虫33种，分属4亚科24属。