月牙泉的水源来自于流经敦煌市的党河而党河的源头来自于上流融化的雪山水。

在上个世纪的时候敦煌开垦农田,再加上党河上流建设水库,使得党河水位线下降,也使得月牙泉一度面临干枯的情况。后敦煌市为了挽救这个自然奇观,开始以人工抽水的方式向月牙泉周围输送大量的地下水资源,才能保证月牙泉有足够的蓄水。