素有“沙漠绿洲”、“沙海明珠”和“天然野生动植物基因库”等诸多美誉的国家级自然保护区——大青沟，以奇特的地貌，茂密的原始森林，清澈的溪流、湖泊和周边地区广袤的沙漠，以及当地蒙古族独特的接待礼仪和饮食习惯构成的自然生态和民俗旅游产品，不仅在内蒙古享有盛誉，而且在大半个东北也名声鹊起。

大青沟国家级自然保护区位于通辽市科左后旗境内，距旗政府所在地甘旗卡镇25公里，总面积8183公顷。在保护区境内分布着成“丫”形交汇的两条沟谷，即大青沟和小青沟，沟长24公里，宽300—400米，深50—100米。在两条沟谷内由泉水汇集成两条溪流，常年不结冻，两条溪流汇合后进入柳河流域。

大青沟动、植物资源十分丰富，目前发现植物709种。其中木本植物122种，草本植物587种。在两条沟壑内分布有天然珍贵阔叶林，国家二级珍贵树种核桃楸、水曲柳等树种在这里分布。沟壑外坨甸地带是人工针叶和天然阔叶混交林。由于具有保存完整的森林生态系统，多种动物和鸟类在这里栖息繁衍。目前发现的野生动物有野猪、狍子、狼、梅花鹿、狐狸等。据考察，大青沟境内仅食虫益鸟就有9目17科38种，如啄木鸣、杜鹃、云雀、山雀、伯劳等。

大青沟保护区是科尔沁沙地中仅存的一块原始森林植物群落，它包括三大植物群落：大果榆植物群落、蒙古栎植物群落、水曲柳植物群落，依次分布在大青沟的沟上、沟坡和沟底。它的存在对研究我国北方古地理、古植被、古气候以及科尔沁沙地森林演替规律具有不可替代的作用。原始森林内，奇花异树，溪流潺潺，纯乎自然，还有“夫妻树”、“五兄弟”等自然景观。

大青沟沟美，陡峭俊秀；水美，沟谷之内泉水潺潺，山水之间灵光闪动；雾美，清晨团团云雾时远时近，或浓或淡，山水在云雾间增添了朦胧之美；花美，一年四季花开不断，粉白的杏花，名贵的大花芍兰，素有北国梅花之称的南蛇藤等应有尽有；树美，树木种类繁多，有的苍翠挺拔，有的形态怪异，英姿绰约，尤以枫林秋色而闻名。金秋时节，站在沟头，放眼远眺两岸沟坡层林尽染，色彩纷呈，似两幅巨大的画卷展现在眼前，真可谓不是香山，胜似香山。在本属典型的大陆性季风气候地区，在干旱少雨、土质疏松的北方沙漠地带，何以出现这样大的沟壑?沟内又何以天然生长着如此众多的“非本地”树种?是先有沟后有树，还是先有树后有沟?这些千古之谜不知引得多少专家学者竞相前来考察、论证，但结果依旧莫衷一是，难以定论。为解开这些谜团，保护区自己的林业工程师潘树文先生也进行了长期的考察和潜心研究。他在2001年7月发表的《大青沟的成因及植物区系地理成分的来源探讨》一文，以翔实的论据和严谨的推理论证，阐述了他先有树后有沟，而沟又是由于地震造成地壳断裂地表下陷而生成的这一目前最有说服力、因而得到普遍认同的见解。潘先生的主要见解是：

在远古时期的新生代第三纪，包括本区在内的松辽一带，原是一个周围被大、小兴安岭、张广才岭、长白山脉和燕山山脉的余脉辽西丘陵所环绕的广大沉陷区。区内洪水肆虐、江河纵横、湖沼棋布。当洪水泛滥时，水中挟带的周围山地的植物种子也随水漂流。第三纪后期，在地球构造运动的作用下，蒙古高原开始缓慢抬升，松辽流域也随之抬升，地势逐渐由西向东，由中间向南北发生倾斜，水域开始归流入海，逐步形成了松花江、嫩江、辽河等若干水系。在松辽沉陷区水域干涸的过程中，随水漂流的植物种子，沉落到沉积土壤中，开始萌芽生长，因而在这广阔的地带就逐步形成了茂密的森林草原植被(潘文中以本区地表层多为湖相沉积，证明这里过去是古湖底或古河床)。

地球在进入新生代第四纪以后发生的燕山运动，曾使我国北方地壳产生过拗折和断裂，因而形成了阴山山脉这一断层山脉。与阴山山脉同处于两大构造体系复合部位的通辽市南部，也受到波及而发生了断裂和塌陷，因而形成了大小青沟及其附近莲花吐、蒙古成沟等与大小青沟基本相似的地貌。又由于沟裂深度已达到地下的潜水层，因而地下水便从沟底两侧坡脚源源溢出，并汇成小溪顺势流去。

在这一带的地壳发生沟裂的同时，植物也随着塌陷的地表下滑到沟底和沟坡。由于当时气候条件好，因而发达的植物根系和不断落地的草木种子，不仅使原有植被继续存活和生长繁育下来，而且使松散的沙壤所构成的沟坡也很快被固定，并保持至今。这个时期，沟上与沟下的植被状况还没有什么差别，但到了第四纪后来的间冰期，亚洲中部的大气环流和降水发生了重大变化，干旱多风的气候将地表肥沃的土壤在长期风力作用的剥离、搬运下，形成了瘠薄的沙地和丘陵。很多植物，因难以适应沟上这种干旱、瘠薄的自然环境，逐步枯死以至灭绝，只有那些耐干旱、瘠薄的植物才在这里继续存活下来。但由于沟内具有湿润温和的小气候，继续具备森林草原植被发育的水热条件，因而成了沟上难以存活植物的“避难所”，使它们得以继续生存繁衍，并一直保留至今。

另外，从古至今，这里一直人烟稀少。清代，这里是蒙古王爷(宾图王)着专人看守的狩猎场；民国及伪满时期，这里是土匪窝藏出没的地方，这些都在客观上限制了这里的人类活动。解放后，党和政府又较早在这里采取了恢复性植被保护政策，因而，不仅使沟内(包括沟坡)植被得以保护，也使沟上植被得到了有效的恢复。

总之，大青沟形成并保持至今的地形地貌，大青沟及大青沟地区原始完好的自然生态状况，是亿万年来地壳运动、气候变化、生态衍进、人类活动等等因素共同作用的结果，是一笔十分宝贵的自然遗产。

2004年7月，大青沟国家级自然保护区，被国家旅游局评为AAAA级旅游区。