吐魯番地區位于天山東部，是一個東西橫置、形如橄欖的山間盆地，四周被群山環抱。這里曾是一片大海，后來由于地殼運動逐漸變為陸地，形成了盆地。在地質年代的不同階段，盆地逐漸凹陷，形成了北高南低、西寬東窄的不對稱盆地。盆底的艾丁湖水面低于海平面155米，是中國第二低地。盆地以艾丁湖為中心，呈環狀分布的地形，四周環繞著高山。盆地中的綠洲平原帶是最具生命力、誘人的地方，是各族人民繁衍生息的基礎。吐魯番盆地面積廣大，山區面積為9850平方公里，平原面積為59863平方公里。盆地氣候干旱，雨水極少，水流能力差，這是盆地中堆積物微小的重要原因。此外，盆地的地勢特殊，四周山高差達5600米，堪稱自然界中的一絕。