流经图牧吉自然保护区的河流主要是二龙涛河。二龙涛河是洮儿河的支流，属松花江水系，为间歇性河流。发源于扎赉特旗宝力根乡红合勒屯西北七公里的二龙山，流径本旗巴彦高勒乡、小城子乡进入黑龙江省泰来县境内后又折入图牧吉境内，注入图牧吉水库，经调蓄后流入吉林省镇赉县境。二龙涛河流域面积2403km2，干流长123km，多年平均径流量7.6m3/s，年均径流总量为2.4亿m3。二龙涛河径流变率大，干旱年份往往断流干涸，多雨年份或遇暴雨则产生洪泛过程。为防止干旱年份二龙涛河流量过小，1985年挖渠引绰尔河水，引入图牧吉水库。

图牧吉自然保护区的湖泊较多，主要有图牧吉泡、三道泡、哈达泡、靠山泡等。图牧吉水库，是在原尼日里泡的基础上，挖渠引绰尔河水后修建的水库，其水源一方面来自二龙涛河，同时来自绰尔河，水库面积5000公顷，最大水深3m，平均水深1m，蓄水量9000万m3。湖滩为大面积芦苇沼泽地。

哈达湖（百灵湖），位于区内哈达山西侧，水面面积2000公顷，最大水深25m，平均水深9m，蓄水量2000万m3。湖岸较陡，湖滩狭窄。

三道泡子，位于图牧吉水库东南2km，水面面积260公顷，最大水深1m，平均水深0.7m。湖滩宽阔，沼泽湿地发育。

靠山湖，位于百灵湖北5km，水面面积约100公顷。最大水深2m，平均水深1.5m，湖滩盐化明显。

本区台地平原砂砾层富含地下水，潜水埋深5~7m，单井出水量可达10~30吨/小时，但含氟高，不适饮用。

图牧吉自然保护区地处温带针茅草原栗钙土地带的东部，与黑钙土地带接壤，因此，本区地带性土壤为栗钙土，局部有黑钙土交错分布。由于地形条件和水文地质条件的差异，本区内尚发育草甸土、沼泽土、盐土等非地带性土壤。

保护区主要保护对象为大鸨、丹顶鹤、白鹳等珍稀鸟类及其赖以生存的草原和湿地生态系统，图牧吉保护区是全国唯一以保护大鸨为主的保护区。

植物

图牧吉保护区位于松嫩平原西部的大兴安岭山前台地。受半干旱气候和水文状况的影响，分布有大面积草原和湿地。植物种类较多、植物群落多样。

植物种类：根据2013年初步调查统计，保护区境内仅维管束植物有51种、160属、253种（见附表）。其中以菊科、禾本科、豆科、莎草科和蔷薇科种类最多，约128种，占保护区维管束植物种类的51%，其次为百合科、藜科、紫草科和毛茛科，以上9科共156种，占维管束植物的66%。10种以上的科，有8科，如藜科、蔷薇科、豆科、紫草科、菊科、禾本科、莎草科和百合科。有4~9种的科有9科，如蓼科、毛茛科、大戟科、伞形科、报春花科、旋花科、玄参科、桔梗科和鸢尾科。

植物类型：图牧吉自然保护区内的植被，主要是草原、湿地、草甸、水域植被、盐沼和部分农田。地带性植被为草原。属中湿型典型草原与草甸草原的过渡地带。

动物

图牧吉保护区有广阔草原、大面积的湖泡和沼泽湿地，尚有盐沼和草甸等。多种多样的植物群落，为动物的栖息、繁衍提供了有利的条件，因此，动物资源十分丰富。根据2013年初步调查统计，保护区内仅脊椎动物有28目71科309种。其中鱼类有3目9科43种；两栖类有1目3科5种，爬行类有2目3科7种；鸟类尤多，有17目46科310种；哺乳类有5目10科26种。其中有国家级保护动物有46种，一级保护动物有鸟类13种、国家二级保护动物有鸟类47种、哺乳类1种。

2011年4月5日-5月5日，在内蒙古图牧吉国家级自然保护区对春迁徙水类多样性进行了调查，共记录到鸟类7目13科45种99567只次。共记录到国家级重点保护鸟类13种26899只。

2014年8月20日至10月20为期两个月，图牧吉自然保护区将开展秋季野生动物保护专项行动。主要对猎捕、贩运野生动物违法犯罪行为进行严厉打击，加强对野生动物主要分布区、越冬地、繁殖地、迁飞停息地、集群活动区域巡护管理，看护好辖区内的围栏，同时，更加注重保护宣传工作，在保护区范围内积极营造爱护野生动物，保护自然生态的良好氛围。

图牧吉自然保护区属自然生态系统类别的“草原系统和内陆湿地生态系统”类型，图牧吉保护区草原、湿地面积较大，类型较多，是多种鸟类赖以生存的主要场所。因此，保护好境内的草原、湿地，就会从根本上有效地保护境内绝大多数鸟类。同时，图牧吉保护区作为候鸟迁徙路线上的一个重要停歇地，对于全球生物多样性具有重要意义。

图牧吉保护区管辖的范围主要是图牧吉镇的范围，根据保护区的自然特点，保护对象的分布以及区划的原则和依据，将保护区划分为核心区、缓冲区、实验区三个功能区：

核心区：分为四个部分。

（1）马鞍山核心区：面积83.07km2，保护对象为草原生态系统及珍稀鸟类——大鸨。该核心区位于保护区西南部，植被为西伯利亚杏灌丛草原、大针茅草原和小面积的线叶菊—羊草草甸草原，国家级保护鸟类除大鸨外，尚有猛禽类的雕、隼和鹰。

（2）靠山核心区：面积46.7km2，保护对象为草原生态系统和珍稀鸟类——大鸨。该核心区位于保护区的西北部，植被为西伯利亚杏灌丛草原、大针茅草原，国家级保护鸟类除大鸨外，东北部的靠山湖，每年有数十只天鹅在此地栖息、繁殖，因此又称为天鹅湖。

（3）图牧吉泡子核心区：面积55.9km2，保护对象为湿地生态系统及珍稀鸟类。该核心区位于保护区的东部，湿地生态系统包括湖泊水域及周围的芦苇沼泽，国家级保护鸟类除大天鹅、小天鹅、白额雁外，尚有6种鹤、2种颧及雁鸭类和鸥类。

（4）三道泡子核心区：面积21.9km2，保护对象为湿地生态系统及珍稀鸟类。该核心区位于图牧吉泡子核心区南侧，湖水较浅，植被主要为芦苇沼泽、香蒲沼泽及沼泽化草甸，是涉禽的栖息地和雁鸭类迁徙的停歇地。

缓冲区：为使核心区得到有效的保护而区划的。对核心区起屏障和缓冲作用的区域，面积256.9平方公里，植被除线叶菊—羊草草原外，尚有小面积的大针茅草原、西伯利亚杏灌丛草原、沼泽化草甸及碱篷盐沼等。

实验区：面积483.9平方公里，植被除线叶菊—羊草草原、大针茅草原等原生植被外，玉米、高粱等种植植被相对较多，是保护管理站、科研中心、救护站、繁育站等经营管理、科研实验的基地。

野生动物救护中心

保护区是大鸨、丹顶鹤等珍禽鸟类的繁衍地和迁徙的重要停歇地，每年在保护区繁殖的大鸨数量在100对以上，夏季大鸨种群数量可达300余只。鸟类迁徙途经保护区时常有鸟类因伤病死亡，或滞留保护区后由于缺乏救护条件而死亡的现象，故在哈达泡子南侧新建珍稀野生动物救护、繁殖站1处。建设办公室、诊疗室、隔离观察室、孵化室、幼雏室、检疫室等300平方米，笼舍800平方米。现已救护的鸟类14种156只，放飞雁鸭80余只。

图牧吉大鸨国际研究中心

作为环境变化的指示动物大鸨，已为人类敲响了早期警告信号，如不尽快采取最佳的保护管理措施，包括大鸨在内的许多珍稀、美丽的动物就可能会绝迹。为此，图牧吉保护区与国家环保部、中国环境科学研究所合作，针对目前世界上濒危鸟类大鸨急剧下降的趋势开展科学研究，以便进行更好地保护。大鸨为国家一级重点保护动物，被列入中国濒危动物红皮书中。近几年来，保护区根据工作需要培训了野生动物兽医、鸟类饲养员和野生动物驯化。成功的开展了大鸨人工孵化和半野化饲养，在大鸨研究的科研上取得了可喜的成绩。在现有的基础上、技术上依托中国环境科学研究所、东北林业大学和东北师范大学，力争壮大野外大鸨种群。

自然博物馆坐落于百灵湖南侧，距离保护区科研楼9公里，于2006年6月投入使用，建筑面积达380平方米。博物馆致力于“标本收藏，科普教育，科学研究，观赏娱乐”于一体，采用高科技的声、光、电手段，模拟自然界中鸟兽的生活状态，主要展示图牧吉草原和湿地生态系统的原貌。图牧吉自然博物馆内设序厅、电教厅和生态厅，生态厅内有图片展区、兽类展区和鸟类展区。走进序厅，展现在眼前的是反映保护区全貌的沙盘，从这里可以了解到保护区的面积、区域类型等。图片展区主要展示的是保护区丰富的植物资源和鸟类图片。电教室可容纳百余人观看宣传教育片，也是科普教育的重要基地。博物馆可同时容纳200多人同时参观。

保护区的草原由针茅草原、山杏—针茅草原、羊草草原等类型，主要由大针茅、贝加尔针茅、山杏、线叶菊、羊草、冷蒿、隐子草、尖叶胡枝子等种类组成，保存相对完好，草被盖度较大。保护区内草原面积36890平方公里，占总面积的38.9%，是草原生态游的极佳场所。

百灵湖位于图牧吉镇自然保护区西北部，三面环山，一处注水，水面2000公顷，蓄水量7000万立方米，最深处17米，平均水深7米。湖中放养鲤鱼、鲢鱼、银鱼、草根鱼、武昌鱼、乌仔头鱼等鱼种，年均捕捞鲜鱼17.5万公斤，产值超百万元。百灵湖东依哈达山，山脚建有望湖亭、水上餐厅、蒙古包、跑马场等，湖面有游泳区、游船区、钓鱼区等。百灵湖度假村可同时接待200人就餐，日接待80人住宿。

图牧吉水库位于图牧吉自然保护区的东部，库容9900万立方米，坝高3.2米，长2880米。这里盛产鱼、虾、芦苇等水产品，多种珍稀鸟类在这里栖息繁衍。水库始建于1983年（1985年底基本建成），水库主要以保护生态和农业灌溉为主，兼有防洪、养鱼、养苇、旅游等作用。水库总面积为12万亩，这里栖息着大量的野生鸟类，其中有世界濒危物种白鹅，国家一级保护鸟类丹顶鹤、天鹅、白鹳等，共200余种。1993年，水库中心建立了一座500平方米的湖心岛。

保护区位于内蒙古自治区兴安盟扎赉特旗图牧吉镇，可先经乌兰浩特或从黑龙江泰来县到扎赉特旗，再到图牧吉。