该区地处北纬34°14′～37°04′，东经105°9′～106°58′，总面积1.61×104km2，占全区总面积的31.0%，涉及原州区、西吉县、隆德县、彭阳县、泾源县、海原县、同心县南部及盐池县麻黄山等地区，是我国黄土高原的组成部分，北接宁中台地、山间盆地区，东、西、南与甘肃为邻。主要地貌类型为黄土丘陵和丘陵间洼地、谷地，平均海拔1600～2000m。六盘山以北的地区，由于降水少，流水对地表切割作用较小，除少数突出于黄土瀚海之上，状如孤岛的山峰之外，还有低丘浅谷，相对高度在150m左右。六盘山主峰以南流水切割作用显著，地势起伏较大，山高沟深。自中更新世以来，这些地区接受了大量黄土的堆积，黄土厚度数十米至百余米，厚者可达300m。
本区气候属于温带大陆性季风气候，四季分明，冬春干旱少雨，夏秋湿热多雨，年均气温5.3℃～7.3℃，年降水量300～500mm，≥10℃积温2500℃左右，降水年际变率大，降水量年内分配不均，雨季集中在7～9月，占年降水量的70％以上，降雨多以洪水的形式流走，降水的利用率不足40％。
农业气象灾害主要有干旱、霜冻、冰雹、干热风、暴雨。干旱是危害最重、范围最广、发生频率最高的灾害，平均每年受灾面积5.13×104hm2。冰雹仅次于干旱，且每年都有发生，平均每年受灾面积1.87×104hm2，降雹时间3～9月都会出现，4～8月为多发时段。秋霜冻对本区晚秋粮食作物的收成影响很大。例如，1972年9月4日出现的霜冻，由于发生时间早，致使当年秋作物大幅减产，荞麦甚至颗粒无收。干热风是影响小麦收成的主要气象灾害之一，出现的时间每年大都在6月上旬至7月下旬，危害最严重的是6月下旬至7月中旬，此时段正值灌浆乳熟期。暴雨集中在7～9月，不仅给当地人民生命财产带来严重威胁，而且会造成严重的水土流失，致使冲沟延伸，塬面破坏，地形支离破碎。
本区无外来径流汇入，水资源来自降雨。由于大气降水少，地下水又主要依赖降雨补给，导致水资源贫乏，且空间分布差异很大，绝大部分水资源集中分布在南部，北部水资源奇缺。主要河流有清水河、葫芦河、红河、茹河、祖厉河等，年均地表径流量6.87×108m3。河流输沙量都很大，其中清水河输沙量最大，约7241×104吨每年，输沙量的95%集中在雨季汛期，一遇暴雨，黄土易被冲刷，水土流失严重。水质较好，矿化度基本在2g/L以下，适于饮用和灌溉。但地表水和地下水的水质都具有南部淡、北部苦的特点，三营以南的清水河干流和南部的红河、茹河、葫芦河及其支流（除滥泥河矿化度在3g/L左右）均为淡水，三营以北的清水河水质渐苦，矿化度为3～6g/L。地下水资源储量约3.24×108m3，其中，约0.8×108m3因埋藏较深或矿化度高于5g/L而难以利用，可开采利用的地下水仅2.44×108m3。大部分地区地下水呈点、线状分布，局部地下水较丰富，如葫芦河河谷平原、红茹河川、固原北川、南华山山前盆地、干盐池盆地等淡水富集地段。
地带性植被类型为干草原，植被稀疏，植被种类较少，主要分布有长芒草、角蒿、百里香、糙隐子草、星毛萎陵菜、冷蒿等。其次还有中生和中旱生的落叶阔叶灌丛、落叶阔叶林、草甸。植被覆盖度在50%以下，固土能力较差。在干旱少雨的背景下，该区植被稳定性差，抗干扰能力弱。植被一旦遭到破坏，水土流失便会加剧，生态系统就会沿着逆向演替的方向逐渐演变成为生态服务功能较低的退化生态系统。
土壤类型以黄绵土、黑垆土、灰钙土为主，分别占耕地总面积的56.5%、16.4%和15.4%。此外，尚分布红黏土、新积土、粗骨土、潮土、盐土、灰褐土、石质土等土类。土壤肥力特点是缺氮、少磷、有机质偏低，中低产旱地占90%以上。由于黄土结构疏松，孔隙度大，透水性强，遇水易崩解，抗冲抗蚀性弱，水土流失极为严重，土壤侵蚀模数高达5000～10000t/（km2·a）。受水土流失影响，土壤养分不断流失，区域生态功能衰退。
本区2012年年底总人口130.4×104人，其中回族人口87.3×104人。国内生产总值187.8亿元，其中，第一产业47.2亿元，第二产业48.1亿元，第三产业92.5亿元。人均GDP为14403元，约为宁夏全区人均GDP的40%。
宁南黄土高原地区是全国主要贫困地区之一。目前，仍以自给半自给经济为主，耕作粗放，广种薄收，经济落后，产业结构单一，主要以农业生产为主，农民收入主要来源于农业。产业结构的低层次和农业生产的低效率导致区域经济发展十分缓慢，地方财力十分薄弱。本区贫困人口的贫困类型以“生存型”为主，人口多，耕地少，生活困难，是典型的“靠天吃饭”，一旦遇到自然灾害，一部分人饱而复饥，温而复寒，脱贫难度大，返贫率高。人口年龄构成以“年轻型”为主，适龄劳动人口比重过高，城镇化水平低。第二、第三产业发展缓慢，加之劳动力市场不健全等原因，能吸纳的劳动力资源非常有限，无法满足就业需求，大量劳动人口滞留在农村，造成第一产业从业人员占三大产业从业人员总数的70％以上，农村存在大量剩余劳动力。本区从事乡办、村办、户办等第二产业的劳动力占4.5%，从事建筑、交通、商业、服务业等第三产业的劳动力仅占5.5%。农村劳动力的文化程度普遍很低，初中以下文化程度的剩余劳动力占剩余劳动力总数的80％，劳动力在转移过程中门路非常窄，缺乏竞争能力。各类专业技术人员不足总人口的5％，专业人才非常缺乏。
本区土地利用的特点是，耕地面积比例最大，林地和牧草地比例较低。2012年各类土地面积及比例如下：耕地50.24×104hm2，占土地总面积的29.9%；林地39.29×104hm2，占23.4%；牧草地44.69×104hm2，占26.6%；园地0.54×104hm2，占0.3%；其他农用地7.98×104hm2，占4.8%；居民及工矿用地5.33×104hm2，占3.2%；交通运输用地面积0.5×104hm2，占0.3%；水利设施用地面积为0.42×104hm2，占0.3%；未利用地面积为18.76×104hm2，占11.2%。