Донгузская степь представляет собой участок Урало-Илекского междуречья, охватывающий левобережную часть верховий реки Донгуз (с реками Сивушка, Грязнушка и Суходол), верховье реки Черной вместе с прилегающими к ней правобережными сыртами, верхнюю часть бассейна Большой Песчанки и ее междуречье с Сухой Песчанкой, а также Ветлянские вершины - высокие холмы осевой части Урало-Илекского водораздела в верховьях реки Ветлянки. Участок имеет протяженность с северо-востока на юго-запад 60 км, ширину - от 16 до 20 км. Административно Донгузская степь расположена в Оренбургском (0,78 тыс. км 2) и Соль-Илецком районах (0,17 тыс. км 2).

В геологическом строении этой территории можно выделить зону развития красноцветных песчаников и конгломератов триаса в верховьях реки Черной и зону отложений верхней юры в районе Ветлянских вершин и нижнего мела в верховьях Большой и Сухой Песчанки. На остальной части участка, особенно по левобережьям Донгуза и Черной, преобладают неоген-четвертичные отложения, которые слагают широкие придолинные равнины.

Ландшафтным достоинством Донгузского участка являются сохранившиеся эталоны плакорных степей на средне-мощных южных черноземах. На территории полигона основным типом растительности являются разнотравно-типчаково-ковыльные степи с преобладанием ковыля лессинга, ковыля красивейшего, тырсы, типчака, тонконога. Из разнотравья особенно обильны различные виды астрагалов.

В Донгузской степи с плотностью 4-5 пар на 100 га гнездится стрепет. В 1995 г. на этом участке обитало не менее 40 особей степных орлов, 16 пар красавок. Здесь обычны серая куропатка, перепел, степная тиркушка. По оврагам, балкам обитают барсук, лиса, заяц, степная пищуха, многочисленные мелкие млекопитающие.

Донгузская степь - самый крупный в Евразии участок целинных разнотравно-типчаково-ковыльных степей, нуждающийся в особом режиме природопользования. В первую очередь, необходимо взять под охрану такие урочища плакорных степей, как Дудаково Поле на междуречье Сивушки, Грязнушки и Черной, Папайскую степь на левобережье Черной между оврагами Галечным и Купай, а также обширную плакорную степь на междуречье Черной и Елшанки в юго-восточной части полигона. Кроме того, прекрасные участки сохранились по балке Суходол, у горы Маячной и в верховьях оврагов Никольский и Угольный. Здесь имеются хорошие возможности для создания заповедных эталонов плакорных степных ландшафтов, полностью уничтоженных во всей степной зоне России. Нет целинных аналогов таких степей и в Казахстане. Заповедание эталонных участков Донгузской степи рассматривается одним из основных условий, необходимых для возрождения природы Оренбуржья.