从内蒙古阿拉善右旗境内开始（水位1620米），经巴丹吉林沙漠向狼山、阴山北坡延伸（水位1330米），共925公里继续延伸至锡林郭勒盟正镶白旗（水位1200米），以浅埋深隧洞（长度小于30公里）进入滦河、潮河，最终进入北京密云水库，共760公里。全程高水位运行，坡降大于万分之2.15，可以“自流”惠及沿线北侧的所有地区。