塔里木盆地位于天山與昆侖山中間，面積約53萬平方公里，是中國最大的盆地。塔克拉瑪干沙漠位于盆地中部，面積約33萬平方公里，是中國最大、世界第二大流動沙漠。塔里木河長約2100公里，是中國最長的內陸河。在新疆東部有吐魯番盆地，最低點-154米，是中國海拔最低的地方。新疆屬典型的溫 帶大陸性干旱氣候，年均天然降水量155毫米。區內山脈融雪形成眾多河流，綠洲分布于盆地邊緣和河流流域，綠洲總面積約占全區面積的5%，具有典型的綠洲生態特點。
新疆地處亞歐大陸腹地，陸地邊境線5600多公里，周邊與俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、巴基斯坦、蒙古、印度、阿富汗伊斯蘭共和國八國接壤，在歷史上是古絲綢之路的重要通道，現在是第二座亞歐大陸橋的必經之地，戰略位置十分重要。