鸣沙山和月牙泉，千百年来，“沙泉共处”，水光山色相映成趣。沙不填泉，泉不涸竭，是戈壁大漠中的一对孪生姐妹，堪称中国西部自然风光之一绝。1994年元月被国务院公布为国家重点风景名胜区。
“水有悬泉之神，山有鸣沙之异。”据史籍记载，月牙泉、鸣沙山最少有两千多年的历史了。敦煌绿洲地处塔克拉玛干大沙漠的东端，四周被戈壁沙滩紧紧地拥抱着。在这茫茫黄沙的世界里，有时狂风大作，飞沙走石，一夜之间埋没农田、吞噬整个村庄并不罕见。可是，两千多年来月牙泉却在流沙恶浪中安然无恙，“泉映月而无尘”，“亘古沙不填泉，永不涸竭”，并清澈不腐，其中的奥秘在哪里呢？从前，人们常常百思不得其解，只好归结为“山之神异，泉之神秘”，用神话传说故事来解释这一奥秘。近几年，经有关专家学者长期的观察与研究，终于解开了这个千古之谜。
千百年来，月牙泉不涸，鸣沙山山体不变，是因为其独特的地形地貌，使它们永远保持着矛盾而又和谐的天然共存状态。月牙泉北的沙山叫前山，泉南的叫后山。前后两山在泉西边是连接为一体的，但山势最低处形成为缺口。泉的东北面有一宽阔的空开着的大缺口，成了一个进风口。本地常刮西北风和东风。大风带着黄沙进入风口以后，在特殊地形地貌的影响制约下，又分别成为三段不同方向的风流，沿着月牙泉周围的山坡作离心上旋运动，把挟带的流沙刮上山顶，抛向山峰另一侧。于是，大风挟带的流沙和月牙泉周围山坡上滑下来的沙子被风送到四面的沙山背上。这就是刮大风时人们见到风吹流沙上山坡的奇景，也就是月牙泉“绵历古今，沙不填之”的奥秘。
沙山环抱的月牙泉是怎样形成的？对此，地质学家经实地考查，有两种推测：一日断层风蚀湖。认为这里由于风力吹蚀作用，形成了丘间低地，通过月牙泉附近的逆断层的上盘抬高了山中地下含水层，潜流由此涌出，汇集于洼地，形成了月牙泉。二日古河道残留湖。认为月牙泉本是古党河的一段河道，若干万年前，古党河改道从鸣沙山南麓西流，这一线河道渐被埋没，唯有月牙泉这段残河被保留下来。由于地下潜流在此涌出，形成众多泉眼，聚成水泉。泉水源源不断地得到地下潜流的补给，便不枯不腐，成为沙漠中的奇特景观。
改革的春风吹来以后，奇山异水重见天日，修建了南岸的建筑群。现已建成月泉阁、听雷轩等楼台亭阁，供游人赏景休憩。并掏挖泉眼，使泉水增多，芦苇翠绿。鸣沙山坡上有滑沙场，山顶上可以跳伞滑翔。游人还可以乘骑骆驼翻越沙丘，直达月牙泉畔。