为了能在摄影比赛中拿出与众不同的作品，女大学生应佳说服同是摄影爱好者的弟弟小山和同学刘林来到准葛尔盆地徒步旅游，伺机拍摄理想的作品出乎应佳三人意料的是，拍摄过程中竟无意间拍下盗猎团伙围杀马鹿的场面，并因此而遭到盗猎份子的追杀。摆脱盗猎者时，应佳三人分头逃跑，约定晚上在营地汇合。结果，小山和刘林落入盗猎分子之手，应佳滚下悬崖时被树枝挂住，幸免一死。 准葛尔盆地自然保护区反盗猎大队刘队长，和青年志愿者马强在巡山过程中发现精神恍惚的应佳后，将其救回保护站。刘队长安排马强照看应佳，自己和小李一起去寻找小山和刘林。受到惊吓的应佳不愿意相信任何人，乘马强睡着的机会偷偷离开保护站，去营地寻找弟弟和刘林，却被半路追上的马强强行拉回。应佳向马强叙述了自己的遭遇。在应佳的哀求下，马强决定陪同应佳一同外出寻找。 刘队长和小李在荒漠中遭遇盗猎者，并与之发生火拼。因寡不敌众，刘队长从火拼中撤回保护站，请求支援。马强在应佳的坚持下，顺着盗猎者留下的痕迹一路追踪，在盗猎份子的窝点却遭到暗算，汽车被炸毁，应佳被前来收货的老梁子抓获。老梁子与盗猎者交易时，应佳差一点被扔进矿井。千钧一发之际，马强赶到，救出应佳，并告诉应佳小山和刘林的下落。无意间，马强发现盗猎团伙内部矛盾重重，乘机偷出盗猎者的 羚羊绒，在应佳的帮助下，救出小山和腿部受伤的刘林。 果然，盗猎团伙在交易中发生内讧，老梁子被打死，应佳等人乘乱带着羚羊绒和装有一百万人民币的密码箱开车逃走。狡猾的盗猎者一枪打穿汽车油箱，率领众匪一路穷追不舍。此时，刘队长组织的救援队已经出发。沿着马强留下的路标，刘队长向盗猎者的匪窝追来。茫茫盐碱地里，马强一行四人丢下汽油漏尽的汽车，在死亡谷中艰难地前行。 盗猎份子最终还是追了上来。在与盗猎分子的较量中，马强、应佳急中生智，由被动转为主动。就在盗猎份子企图做最后一搏时，刘队长率领的援救队伍远远地开来。一个月后，马强重返准葛尔盆地自然保护区反盗猎大队，应佳报名加入“青年志愿者环境保护行动”计划，成为准葛尔盆地反盗猎大队志愿者中的一员。