位置境域

塔城地区位于新疆维吾尔自治区西北部，伊犁哈萨克自治州中部，地处东经82°16′—87°21′、北纬43°25′—47°15′之间。东北与阿勒泰地区相邻，东部以玛纳斯河为界与昌吉回族自治州及石河子市相连，南以依连哈比尔尕山和婆罗科努山为界与巴音郭楞蒙古自治州和伊犁地区为邻，西南毗邻博尔塔拉蒙古自治州，西北部与哈萨克斯坦国接壤。在地区腹心地带，有自治区直属的克拉玛依市和伊犁哈萨克自治州直属的奎屯市。市区距自治区首府乌鲁木齐市580公里，距巴克图口岸17公里。全地区面积为10.54万平方公里。

北天山山地，中东部是准噶尔盆地，地形多具特色。山高沟深，林密水激的山地占总面积的8.2%；牧草茂密，矿藏富饶的浅山丘陵占总面积的32.9%；光热充沛，物产丰盛的平原占总面积的46.8%；鱼鳞沙丘、壮观的沙漠占总面积的12.1%。

塔城地区有7条主要山脉：塔尔巴哈台山位于地区北部边缘，呈近于东西走向，中东段的南坡在中国境内，其余部分在哈萨克斯坦境内。萨吾尔山位于地区北部边缘。巴尔鲁克山位于塔城盆地南侧，呈西南一东北走向。乌尔嘎萨尔山位于塔城盆地以东，托里一和什托洛盖谷地西北，呈西南走向。谢术斯台山位于和布克谷地以南，呈东西走向。北天山中段婆罗科努一依连哈比尔尕山，位于塔城地区境内。长190公里，宽30—70公里，海拔1100—5000米，最高峰5242米。近山脊地带4000米以上山峰达数十座，属于中高山。阴坡3860米、阳坡3940米以上是雪线，终年积雪，东南段冰川面积最大。夏日消融，泉涧迸流，汇集成灌溉山脚下绿洲沃野的条条大河。雄伟静穆的天山，是“绿洲之父”。玛依勒一加依尔山位于托里一铁厂沟谷地以南，准噶尔盆地以西。 

气候

塔城地区位于亚欧大陆腹地，属中温带干旱和半干旱气候。在大气环流、地理纬度、地形等综合因素影响下，其气候总的特点是：平原地区夏季炎热，冬季寒冷，春季升温不稳定，秋季气温下降迅速；降水量差异较大，年际变化大。塔城盆地年降水（雪）量较多，准噶尔盆地及和布克谷地较少；山区与平原相比，冬暖夏凉，热量不足，迎风山坡降水丰沛，背风山坡降水较少。

水文

塔城地区有大小河流107条。河流的分布以南部、西部、北部地区较密集，东部和中部的戈壁沙漠地带则比较稀疏。根据河道发源、归宿以及地貌、河流特点，全地区地表分为玛纳斯河、奎屯河、额敏河、白杨河、和布克河5个水系。