敦煌八景之一的月牙泉是大漠裡最靚麗的一道風景， 在荒蕪的沙漠中， 這灣泉水固執地生存了千餘年。 自漢代起， 月牙泉就成為了遊覽勝地。 西元前113年， 漢武帝在渥窪池（今月牙泉）偶然得到一匹天馬， “四面風沙飛野馬， 一潭之影幻游龍”， 自此， 月牙泉便名聲大噪。 月牙泉， 夢一般的謎， 千百年來不為流沙而淹沒， 不因乾旱而枯竭。 在茫茫大漠中有此一泉， 在黑風狂沙中有此一水， 在滿目荒涼中有此一景， 深得天地之造化。
月牙泉的形成原因有3種說法：
一是古河道殘留湖。 認為月牙泉是附近黨河的一段古河道，
二是斷層滲泉。 認為月牙泉南側有一東西向的斷層， 斷層上盤抬高了地下含水層， 下盤降到附近潛水面時， 潛流通出成泉。
三是風蝕湖。 即原始風蝕窪地隨風蝕作用的加劇， 當達到潛水面深度時， 在新月形沙丘內灣形成泉湖。 由於環繞月牙泉的沙山南北高， 中間低， 自東吹進環山窪地風會向上方走， 風力作用下的沙子總是沿山梁和沙面向上卷， 因而沙子不會刮到泉裡， 沙山也總保持似脊似刃的形狀，
不過， 還有一個民間傳說。 當年唐三藏去西天取經， 途徑敦煌， 因為是無際的沙漠， 沒有水沒有食物， 白龍馬已經死了， 唐僧艱難跋涉， 終於也快要倒下了， 此時正被觀世音菩薩看在眼裡， 為了祝他成功， 所以從紫金瓶裡滴下一滴金水， 瞬間在茫茫沙漠裡出現一汪月牙似的清泉， 而且泉裡還有一種叫“七星草”， 可以治百病， 後此泉得名“月牙泉”。
近年來， 月牙泉周邊的風向動態平衡遭遇破壞， 與其遙相守望的鳴沙山， 向月牙泉移動了近10米， 使之面臨被風沙掩埋的危險。 雖說現在的旅客無法目睹月牙泉昔日天然的風采， 但是從人為引流而成的清澈湖水中， 同樣也能領略沙漠之泉的瑰麗。