从前，敦煌没有鸣沙山也没有月牙泉，而有一座雷音寺。有一年寺里举行浴佛节，百姓在寺里烧香敬佛，住持方丈端出一碗圣水放在寺庙门前。这时一位术士向住持方丈挑战，霎时间黄沙铺天盖地地而来，把雷音寺埋在沙底。但尽管术士使出浑身法术往碗内填沙，直至碗周围形成一座沙山，那碗圣水还是安然无恙。
原来这碗圣水是佛祖释迦牟尼赐予雷音寺住持，专为人们消病除灾的。由于术士作孽残害生灵，便显灵惩罚，使碗中泉水涌出，形成了月牙泉。
关于月牙泉的形成，还有一个传说，与我们的唐三藏有关的。当年唐三藏去西天取经，途径敦煌，因为是无际的沙漠，没有水没有食物，白龙马已经死了(当地有白马塔就是安葬白龙马的地方)，唐僧艰难跋涉，终于也快要倒下了。
此时正被观世音菩萨看在眼里，为了祝他成功，所以从紫金瓶里滴下一滴金水，瞬间在茫茫沙漠里出现一汪月牙似的清泉，而且泉里还有一种叫“七星草”，可以治百病，后此泉得名“月牙泉”，于是唐僧获救了，便继续向西天前进，月牙泉也一直存留了下来直到今天。
月牙泉位于月牙泉风景区，古称沙井，俗名药泉，位于甘肃省敦煌市西南5公里鸣沙山北麓。
