甘肃黄河首曲国家级自然保护区位于甘肃省甘南藏族自治州玛曲县境内。保护区地理坐标为东经101°54′12″～102°28′45″，北纬33°20′01″～33°56′31″，总面积203401公顷，属内陆湿地和水域生态系统类型自然保护区，其中核心区面积79004公顷，缓冲区面积53063公顷，实验区面积71334公顷。保护区始建于1995年，2013年经国务院批准晋升为国家级自然保护区。

黄河首曲自然保护区地势西南高，东北低，为高原浅丘沼泽地貌。区内丘陵断续分布，丘顶浑圆，相对高度一般不超过100米，丘间开阔，地势平坦。丘间沟壑纵横，蜿蜒迂回，流水不畅，形成大面积的沼泽地和众多的牛轭湖。地面平坦低洼，加之沉积物质黏重，地表长期积水，泥炭沼泽因而发育，沼泽植被得以生长良好，因而沼泽地泥炭层堆积深厚。保护区地处高寒阴湿区，属高原大陆性气候。一年中仅有冷暖季之别，而无明显的四季之分。冷季寒冷而漫长，暖季短暂，年温差较小，日温差悬殊；秋季降温快，春季升温慢，秋、夏多雷雨冰雹。境内河流属黄河水系，支流很多，较大的一级支流有纳艾曲、唐曲、郎曲河等27条，小型河流达300多条，除北部山区外，山泉密布，水溪纵横，水源丰富。

黄河首曲自然保护区主要保护黄河首曲高寒沼泽湿地生态系统。据统计，保护区共有维管束植物60科298属517种，其中蕨类植物4科4属5种，裸子植物1科1属1种，被子植物55科293属511种。国家二级重点保护野生植物有羽叶点地梅、红花绿绒蒿、水母雪兔子等。保护区内共有脊椎动物155种，其中两栖类1目3科4种，爬行类1目1科2种，鸟类15目32科112种，哺乳类6目11科23种，鱼类14种。昆虫则有136种。国家一级重点保护野生动物有黑鹳、黑颈鹤、白尾海雕、豺等，国家二级重点保护野生动物有兔狲、猞猁、岩羊、大天鹅、凤头蜂鹰等。