Ungewöhnlich und weltweit einzigartig ist der Lebensraum des Gobibären. Braunbären findet man eigentlich in großen Waldgebieten und nicht abgeschieden in der Wüste der Transaltai-Gobi im südwestlichen Zipfel der Mongolei an der Grenze zu China. Die Region wurde zu einem streng geschützten Naturschutzgebiet erklärt.
Das Territorium der Transaltai-Gobi liegt südlich des Mongolischen- bzw. Gobi-Altai und bildet den westlichsten Ausläufer der „Wüste Gobi“. Südlich auf chinesischem Gebiet umringt der mächtige Tienschan das Gebiet. Die Landschaft ist sehr zerklüftet. Neben ebenen oder kleinhügeligen Strecken finden sich sehr häufig weite bergige Gebiete. Die Berge sind sehr verödet, kahl und stark durch trockene Schluchten gegliedert. Die Vegetation ist spärlich, wobei es sich um Wüsten- bzw. Halbwüstenvegetationstypen handelt. Lediglich im Bereich der wenigen Oasen sprießt ein üppigeres Grün. Das Klima ist sehr trocken und kontinental, was bedeutet, dass die Temperaturunterschiede sowohl im Tages- als auch im Jahresverlauf extrem sein können.
Wegen der Wasserarmut und der unwirtlichen Landschaft ist das Gebiet fast menschenleer. Selbst die genügsamen Ziegen finden in diesem Gebiet kaum genügend Nahrung zum Überleben. Lediglich einige Oasenbereiche und die Randgebiete sind besiedelt.
Eine russische Theorie besagt, dass die Tierart als Relikt aus der Borealzeit zu werten ist. Damals herrschten in der Gobi völlig andere Lebensbedingungen. Es gab große Wälder ähnlich der heutigen großen Taigawälder in Sibirien oder der Nordmongolei und das Klima war wärmer und feuchter.
Heute gibt es nur noch in drei kleineren Gebirgszügen in der Transaltaigobi Gobibären, wobei sein Verbreitungsgebiet früher wohl deutlich größer war. Durch die Besiedlung von Viehhaltern wurde der Bär auf das heutige Gebiet zurückgedrängt. Die Gesamtfläche des heutigen Lebensraumes schätzt man auf lediglich 10.000 bis 15.000 qkm.
Im selben Gebiet leben auch eine Reihe weiterer sehr seltener Tierarten, wie z.B. Wildesel, Wildkamel, Argalischaf und Schneeleopard. Die Transaltaigobi zählt damit zu einem der Hotspots der Biodiversität weltweit mit dem Gobibären als Schirmart.