地名由来：因其驻地周围原为沙丘，沙丘旁又有海子而得名。

沙海镇行政隶属内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗，位于杭锦后旗西北部，杭锦后旗、乌拉特后旗交界处，乌加河东岸，杨家河西岸，是杭锦后旗旅游的重要地区。

1950年为米仓县二区，1958年建立上游人民公社，同年改称沙海人民公社，1984年社改沙海乡，2005年乡镇机构改革时，将四支乡全部，南渠乡4个村合并设立沙海镇。

沙海镇地处杭锦后旗西北部，距杭锦后旗陕坝镇15公里，东与陕坝镇、蛮会镇相邻，西连乌后旗青山镇，南与三道桥镇相邻，北依乌后旗阴山南麓。全镇总辖地184.7平方公里。

沙海镇现辖小沙沟、五星、沙海、新红、友爱、向阳、八一、新乐、南园、前进10个行政村，104个村民小组，总人口22678人，其中农业人口21978人、城镇人口700人，少数民族280人，主要有回、蒙古、土家、藏、满等。

沙海镇地处河套平原，阴山脚下，土地平坦，地势低洼，盐碱比较重，大部分耕地引黄河自流灌溉。农作物主要有小麦、玉米、葵花、蔬菜、蕃茄等。沙海“绿源”枸杞闻名遐迩，枸杞种植面积2.3万亩。杨家河、团结渠、团结分干渠、蛮会渠、改道渠、园子渠流经全镇，具有发展现代农业得天独厚的优势，是内蒙古西部地区远近闻名的“林果之乡”。

沙海镇十分重视文化产业的发展，现今沙海镇已建成非物质文化遗产博物馆1座、金沙湾旅游度假村1处，还连续举办了“梨花节”、“枸杞摄影节”、“丰收节”等活动，展现了杭锦后旗深厚的历史文化底蕴、人文资源及传统民俗文化。

金沙湾旅游度假村位于沙海镇新乐村，于2008年成立，是集餐饮、住宿、旅游观光、休闲为一体的生态度假村。金沙湾旅游度假村紧邻陕青线，距沙海镇政府10公里，距杭锦后旗政府所在地5公里，与杭锦后旗东风林场隔路相望，地理位置优越，交通便利。沙海镇金沙湾旅游度假村占地面积730亩，其中水面面积490亩，可年产野生鱼1万余斤。旅游度假村内设有垂钓区、荷花观赏区、锦鲤观赏区、露天烧烤区、儿童游乐区、餐饮区等区域，是亲友旅游团聚的乐园。

农耕文化博物馆有八个展厅，每个展厅都有不同的主题，其中非物质文化遗产展厅展有各个时期具有代表性的非物质文化遗产物件，包括陶器、瓷器等；河套工匠展厅展有过去河套匠人们的使用工具；农耕文化展厅藏有梳妆台、笸箩、手扶木犁杖、牛样子、木锨等等；同时还原了当时的磨房，让前来参观的游客更直观的感受当时人们磨豆腐的场景。

沙海镇交通便利，临赛线X714纵贯南北，陕青线X722横跨东西，县级公路四通八达。以省道赛临线、陕青线和乡道联沙线、沙别线为主框架连接全镇10条乡村公路，北距青乌一级公路X717只有8公里，南距京新高速G7陕坝出口11公里。形成比较合理的交通网络。