黑龙江肇源沿江湿地自然保护区位于黑龙江省肇源县西北部，属松嫩平原中部，包括11个乡镇的范围。保护区东部与黑龙江省肇东市涝洲镇相邻、南部隔松花江与吉林省扶余县、松原市和前郭尔罗斯蒙古族自治县接壤，西部与吉林省大安县和镇赉县隔嫩江相望，北部是肇源县行政区和泰康县。保护区总面积5,7870hm2。地理坐标为东经124o15′25″— 125o47′45″，北纬45o20′27″— 45o34′37″。行政区在黑龙江省肇源县境内。
黑龙江肇源沿江湿地自然保护区是我国东北地区中温带平原区最具代表性和典型性的湿地及水域生态系统。保护区的自然地理条件决定了其湿地景观的特点。由于地处松嫩平原中部，呈西北高东南低的走势，多为冲积而形成的泛洪平原区。地势较为平坦，河川漫岗起伏。海拔在122米一130米之间。沿江地带到处是河谷漫滩和沙丘。
黑龙江肇源沿江湿地自然保护区内分布有河流、湖泊、沼泽、草甸等多种湿地类型。这种具有河流、湖泊、沼泽、草甸和沙丘相互交错，层层叠叠的自然景观类型，复杂多样的生境斑块，充分体现了肇源沿江湿地自然保护区的典型性。
河流湿地，在肇源沿江湿地自然保护区中共有大小河流IO余条，河流湿地面积7862hm2，占保护区湿地面积的18.94%，占肇源沿江湿地自然保护区面积的13.58%。主要河流有第一松花江、嫩江、第二松花江及其支流，其中第一松花江在保护区内面积为4536hm2，嫩江在保护区内面积为3326hm2。
湖泊湿地，在肇源沿江湿地自然保护区中有大小湖泡近百个，主要分布在嫩江及第一松花江沿岸，主要的湖泡有新兴湖、茂兴湖、南泡子、李店泡、大片泡、莲花泡、黑鱼泡和白鱼泡等。总面积为5254hm2，占保护区湿地面积的12.65%，占肇源沿江湿地自然保护区面积的9.08%。
泛洪平原湿地，主要分布于保护区内沿江两岸的沟谷、涝洼地、小型盆地以及宽河谷向两侧的过度地带。在保护区内分布广泛，总面积达14556hm2。占保护区湿地面积的35.06%，，占肇源沿江湿地自然保护区面积的25.15%。
草本沼泽湿地，此类型沼泽湿地遍布于肇源沿江湿地自然保护区，是组成肇源沿江湿地的主体，面积为13848hm2，占保护区湿地面积的33.35%。占肇源沿江湿地自然保护区面积的23.93%。在保护区内分布极广，在河流两侧的低洼地，湖泊及泡沼周围均有其分布。
肇源沿江湿地自然保护区是以沿江湿地生态系统、自然景观资源和栖息于其中的珍稀濒危野生动植物为主要保护对象，集生物多样性保护、科学研究、宣传教育、生态旅游与湿地可持续利用等多项功能于一体的综合性自然保护区，是开展丹顶鹤、白枕鹤、东方白鹤等珍稀濒危野生动物物种研究和保护的重要基地，也是生物多样性比较丰富的区域。据调查和文献记载，肇源沿江湿地自然保护区分布的各类植物达69科422种，其中藓类植物有3科4种，蕨类植物3科5种，被子植物63科413种。在河流、湖泊、草甸和沼泽湿地中分布有大量适于湿润条件的沼生、湿生和部分中生植物，其中也有属于第三纪孑遗植物种。国家级重点保护植物有野大豆等。保护区内分布的鱼类有6目9科45种，占黑龙江省鱼类种数(105)的42.86%。因为黑龙江省属北方高寒地区，由于气候寒冷而干燥，两栖类和爬行类动物相对来说种类较少。保护区分布的两栖类动物4科6种，占黑龙江省种数(12)的50.0%。爬行类动物4科6种，占黑龙江省爬行动物种数(16)的37.5%。
肇源沿江湿地自然保护区内分布的鸟类共计有16目45科228种，占黑龙江省鸟类种数(343)的66.47%，沼泽湿地鸟类占居主体地位，草原及农田鸟类也占有相当大比例。国家I级重点保护鸟类有5种，其中有东方白鹤、金雕、白鹤、丹顶鹤和大鸨等，国家II级保护鸟类3l种，黑龙江省重点保护鸟类26种，省一般保护鸟类151种；中日候鸟保护协定保护鸟类139种，中澳候鸟保护协定保护鸟类37种。
肇源沿江自然保护区内分布的兽类据统计有5目9科21种，占黑龙江省兽类种数(87)的24.14%，没有国家重点保护兽类，黑龙江省重点保护兽类3种，省一般保护兽类21种。