月牙泉，在汉代时就是游览胜地了。月牙泉弯曲如新月，也叫“沙漠第一泉”。其呈现南北走向，全长大约有100米，东西宽度大约为25米，深度呈现东深西浅的现状，最深的地方大概有5米。
古时候，它还叫“沙井”，那时它东西长度达到218米，南北宽度达54米，平均水深5米。泉旁边还生长着眼子草、轮藻植物以及芦苇，而四周均是流沙。因为有强风所以泉眼未被沙子掩盖，由此便有了这些诗词：“泉映月而无尘”“亘古沙不填泉，泉不枯竭”等。
据说泉里边的铁背鱼和七星草有长生不老之效，所以月牙泉也是个“药泉”。
一、月牙泉的成因之谜
月牙泉是怎么形成的?这里归结出了四种解释：
第一种观点，这是古时候做河道时留下来的。这一派的专家说，这可能在很久以前就是一段党河的古河道，在党河改道期间，多数的古河道被沙子埋没，而由于月牙泉的一边地势低洼，促使地下水汇聚在此，形成了湖泊。也正因为有了这些地下水，湖泊才能长年存在，不会干涸。
第二种观点是因为断层才造成地下水渗入泉里。有的专家认为在月牙泉南边，有一段东西向的断层，由于这个断层的上盘提高了下含水层，断层的下盘沉到附近潜水面，潜水流就进入了泉眼。
第三种观点，风蚀的原因才使得它形成了泉湖。也就是说，长期的风蚀加剧洼地的作用，当深度达到与潜水面齐平时，就会在月亮形状的沙丘内湾形成湖泊。再者，月牙泉的地势为南低北高，中间很低，东风把沙子沿山梁和沙面往上吹，所以沙子不会落入泉里，山体也就被沙子打磨成似脊似刃的形状，沙泉之名给人留下深刻的印象。
第四，是人工开挖的结果。月牙泉的新月形状美丽动人，就像是被人故意修饰过的一样，加上有关“沙井”的历史，更容易让人联想到这是人工智慧的结晶。
二、鸣沙山与月牙泉共存之谜
鸣沙山，因为沙子跳动发出声响而闻名。这山同于我们常见的山，而是沙子堆积而成的山;沙子也不全为黄色，还有的是红、绿、白和黑等颜色。现在人们叫它为鸣沙山，而古时候它还不是这个名称，比如在汉代就叫沙角山。鸣沙山的东西全程长40余公里，南北也达到20余公里的宽度，最高峰的海拔达到1715米，遍地沙子回环，景观罕见。
鸣沙山自古就以沙子会鸣叫而闻名天下。唐后期就有过这样的记载：“鸣沙山一名神沙山……其山积沙为之，峰峦危峭，逾于山谷，四面皆为沙垅，背如刀刃，人登之即鸣，随足颓落，经宿风吹，辄复如旧。”
如今，千年过后，鸣沙山依然保持着神奇的特质。人们从高处下滑时，鸣叫声就在耳边环绕，尤其到了夜幕时分，还能看到闪闪的火花。1991年5月28日，敦煌市体育运动委员会举办了一场滑沙友谊赛，工作人员记录到鸣沙声的最大值高达67分贝。学过物理的人都知道，大于50分贝的声音会影响睡眠，大于70分贝则会降低工作效率，可见，这鸣沙声之大。
月牙泉被鸣沙山围绕，大风使得流沙不得不掩盖泉眼，位于戈壁滩，水流也不浊不干。这种沙泉共生的独特景观，堪称“世界奇观”。但是真的是因为强风把沙子吹起才不落入泉里吗?没有人可以说出科学的原因。
知识拓展
罗布红麻
月牙泉的南岸，到处长满一种独特神奇的草药——罗布红麻。它可以做成茶叶，其pH值呈弱碱性，可以降低血脂，增强冠状动脉功能，还能治疗高血压和高血脂，特别是对头晕和失眠治疗效果最好。这种小花在夏季生长最旺盛，想要延年益寿的朋友可以留意一下。
