新疆維吾爾自治區位於亞歐大陸腹地，祖國西北邊陲，北緯34° 20′~ 49° 10′，東經73° 30′~ 96° 23′，總面積1664900平方公裏，約占中國陸地總面積的六分之壹。該國毗鄰西藏、青海和甘肅省，與蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦和印度接壤。陸地邊界5742.1 km，約占全國陸地邊界的四分之壹。是中國面積最大、鄰國最多、陸地邊界最長的省級行政區。
新疆的地形可以概括為“三山兩盆”:北部是阿爾泰山，南部是昆侖山，中間是貫穿的天山，將新疆分為南部的塔裏木盆地和北部的準噶爾盆地兩部分。傳統上南方叫南疆，北方叫北疆。哈密和吐魯番盆地被認為是東疆。最高點喬戈裏峰位於克什米爾邊境，海拔8611米。新疆南部的塔裏木盆地面積53萬平方公裏，是中國最大的內陸盆地。新疆北部的準噶爾盆地面積約38萬平方公裏，是中國第二大盆地。