可可西里，中国境内最后的原始荒原，平均海拔米，藏羚羊最后的栖息地，年以后盗猎者大规模屠杀藏羚羊以满足欧美市场对藏羚羊绒的需求。短短几年时间藏羚羊从万只锐减到不足1万只，年当地政府组建了一直武装巡山队，这部影片讲述的就是这群可可西里非政府编制的普通人为保护藏羚羊而穿过沙漠穿过冰川追盗猎者的故事。

影片开始镜头正在车里睡觉的巡山队员强巴被一伙盗猎者发现，盗猎者抢了强巴的车并驾驶着他的车继续偷猎，开始疯狂的射杀藏羚羊。强巴虽有心反抗却无奈被捆绑最终惨死在盗猎者的枪下，因为国际市场对藏羚羊的迫切需要这让盗猎者在利益的驱使下更加猖獗，在罪恶的道路上继续前行。藏羚羊的数量也锐减至一万只，为了保护藏羚羊政府组建了由藏族专业军官日泰带领的武装巡山队强巴就是其中一员。来自北京的警察尕玉为了调查藏羚羊被猎杀情况而扮成记者随着考察团来到可可西里。下车后尕玉看到正在为强巴举行天葬的一群人。喇嘛手中转经筒不停的摇动，场景庄严而肃穆，尕玉也脱下了帽子行了注目礼。尕玉找到了日泰，但日泰拒绝接受采访。情急之下尕玉说只为调查可可西里保护区而来。日泰这才改变态度吩咐人准备晚餐和乡亲们盛情款待尕玉，在他们心中尕玉为了自然保护区而来也就是正义的。

次日他们便要踏上再次的巡山之路。队员刘栋哭着与女友吻别，日泰也与家人道别，小女儿在一旁依依不舍的哭泣着，因为这里的道别可能就是生离死别，这就是可可西里残酷的现实。这片土地滋养了许多心地纯净的朝圣者却也同时滋生着无数的罪恶。尕玉、日泰一行人在巡山的途中经常遇到帮助盗猎者人肉运输藏羚羊绒的人，但做这种事的人太多，地狱辽阔不好抓住他们猎杀藏羚羊的事实，所以往往只能罚款放人了事。巡山队继续踏上征途，不久到了第一个保护站，这里的驻守者阿旺已经在这里一人驻守了三年，而陪伴他的只有一台收音机与无尽的孤独。日泰告诉阿旺强巴被杀叫他一定要更加小心。次日巡山队又继续驱车前往更深山处。队员们一一拥抱道别互道“保重”，送别他们的阿旺张开双臂仿佛与这大山已经融为一体。无奈与孤独之中也透露着他的坚毅与守望的信念。

三日之后，巡山队来到了卓尔湖，眼前出现几百只藏羚羊的尸骨，很显然盗猎者留下的这残忍的一幕，巡山队烧了藏羚羊的尸骨，队长日泰告诉尕玉在山里他们都要烧掉上万只藏羚羊尸骨，这也使他更坚定了捉住盗猎者头目的决心。一行人继续前进，在行驶到犁牛沟时巡山队中达瓦遭到了盗猎者的暗枪袭击。日泰等人下车巡视看到不远处停着一两没油的汽车，他们在车上发现藏羚羊绒，他们知道已经离盗猎者不远了于是他们烧了汽车然后驱车奋力追赶，到楚玛尔河时他们抓住了以马占林为首的一部分盗猎者。年迈的马占林的工作是负责撸掉藏羚羊的皮毛，他走上这条路是因为大山带给他的贫瘠让他无法生存而不得已迈到这一步。这同样也是可可西里的悲哀。之后巡山队员用暴力严刑逼供盗猎者的司机想要问出谁是枪手，尕玉想要阻止巡山队员施暴却被日泰拦住。在尕玉看来他们动私刑是不对的，可在这无人区打死一直能能卖个好价钱，而打死一个人却是费子弹。所有的对错道德似乎失去了意义。最终司机禁不住暴打还是交代了盗猎者的去向和供出了埋藏多皮藏羚羊毛皮的隐藏之地。

巡山队再次出发因为物资短缺没有多余的粮食分给马占林等人。尕玉不忍便将自己手里的馒头分给了马占林。入夜后看守员刘栋睡着了马占林等人逃跑了行动再次陷入僵局，因为达瓦的伤势愈发严重，日泰只好让刘栋开车回去找医生给达瓦医治，并吩咐刘栋采买物资后二次进山，因为编制问题他们没有工资导致他们资金短缺，日泰无奈决定卖掉一部分没收来的藏羚羊皮给达瓦治伤和采购物资。尕玉看来这虽说是无奈之举却是更令人讽刺的事。明明心中秉持正义却奈何行违法之事。巡山队再次出发经历了一场暴风雪，队员相继走散，而采买物资返回的刘栋在途中遭遇流沙在挣扎绝望中被活埋死去。最后只剩尕玉和日泰两人继续前进追捕盗猎者，最终两人追赶上了马占林和盗猎者头目一行人，头目提出优厚的条件想收买日泰，但被日泰拒绝了。最后寡不敌众日泰被连续几枪杀死。尕玉因为曾经对马占林同情而被马占林所救，巡山队的结局到此结束。悲惨、无奈为他们心中的坚持付出了生命，但是那份守护藏羚羊与盗猎者搏斗的信念却是永不磨灭的。

截止至年1月，我国现存藏羚羊数量约有17万只。藏羚羊一般栖息于海拔-5米的高山草原、草甸和高寒荒漠地带，早晚觅食，善奔跑，可结成上万只的大群。夏季雌性沿固定路线向北迁徙，由于常年处于零度以下的环境中，通体被厚密的绒毛，为中国一级保护动物。