月牙泉水面南北宽约五十米。
东西长约三百米，千百年来为何既不干涸也未被风沙埋没呢？ 普遍认为比较科学的一种解释是：鸣沙山附近有一个湖，湖水与月牙泉相通，蒸发掉的水随时通过地下水脉得以补充。而不被风沙埋没则是因为月牙泉南北高耸的沙山正巧与月牙泉一样呈月牙形，这一特殊地理形势使吹进凹地的风向上旋，四周塌下来的细沙便自然地被送回了山上。 在鸣沙山环抱之中，有一弯酷似新月般的泉水，这就是月牙泉。大家都知道，水火不相容，沙水难共存。可是鸣山沙和月牙泉像一对孪生兄妹，又似一对恋人，它们相依相偎，依恋千年，山衬着水，水映着山，山因水而增辉，水因山而光彩，鸣沙山、月牙泉因此产生了许多神奇传说……很久以前敦煌一带是一望无际的戈壁滩，既没有鸣沙山，也没有月牙泉。有一年敦煌遇到百年不遇的大旱，树木庄稼都干枯而死，百姓也因干渴难耐而悲声哭泣。一位美丽善良的白云仙子路经此地，听到哭声，心如刀割，同情地掉下眼泪。泪珠落地之处化为一洼清泉，百姓得到了救命水。为此，感恩戴德的百姓修建了一座庙宇供奉白云仙子。谁知此举惹怒了神沙观里的神沙大仙，他抓起一把黄沙填埋了清泉，想赶走夺去他香火的白云仙子。白云仙子自知道行浅斗不过神沙大仙，就到天上找嫦娥借月亮与神沙大仙斗法。这天正好是初五，白云仙子把借来的月亮放入沙山中间，顿时月亮化做一弯清泉。神沙大仙闻之又去用沙填月牙泉，结果激怒了嫦娥，她轻轻将衣袖一拂，顿时沙山间大风四起，把填泉的流沙全都吹回了山顶。
