[目的]探讨不同植被恢复类型下土壤有机碳和水分含量特征及其关系，为毛乌素沙地植被恢复类型的选取提供科学依据。[方法]以毛乌素沙地自然恢复草地及沙蒿、沙柳、沙蒿×沙柳(灌灌混交)、樟子松、沙柳×樟子松(乔灌混交)为研究对象，并以裸沙地为对照，分析不同植被恢复类型对0-5.0 m土层土壤剖面碳、水的影响及其相关性。[结果](1)植被恢复增加土壤有机碳含量，沙柳×樟子松、樟子松、草地、沙蒿×沙柳、沙柳、沙蒿依次降低，0—0.2 m土层显著高于深层，表现为表聚效应；随着土层深度的增加，各植被类型的有机碳含量逐渐降低；沙蒿、沙柳、沙蒿×沙柳在0.8—2.2 m土层范围内表现为碳损失。(2)不同植被恢复类型在深层均存在不同程度的水分亏缺，主要集中在1.0—3.0 m土层，具体亏缺程度为沙柳×樟子松樟子松沙蒿×沙柳沙柳草地沙蒿。(3)根系是影响土壤有机碳含量和水分消耗的主要因素；土壤有机碳含量与土壤含水量在0—5.0 m土层范围内负相关。[结论]植被固存有机碳以消耗深层土壤水分为代价，沙柳×樟子松固定同等单位量的碳消耗水分最少。因此，从土壤固碳和保水2个角度同时考虑，沙柳×樟子松在毛乌素沙地的植被恢复中具有较好的恢复效果。