新疆地处东经73°40'~96°18'，北纬34°25'~48°10'之间。中国陆地面积第一大的省级行政区，新疆总面积占中国陆地面积六分之一(166万平方千米)，边界线长度占四分之一(5000多千米)，其面积比江苏省和浙江省加一起总和的八倍还多4万平方公里。其中，巴音郭楞蒙古自治州的若羌县为中国占地面积最大的县。
山脉与盆地相间排列盆地与高山环抱、喻称“三山夹二盆”。北部阿尔泰山，南部为昆仑山系;天山横亘于新疆中部，把新疆分为南北两半，南部是塔里木盆地，北部是准噶尔盆地。习惯上称天山以南为，天山以北为北疆，把哈密、吐鲁番盆地为东疆。新疆的最低点吐鲁番艾丁湖低于海平面155米(也是中国的陆地最低点)。最高点乔戈里峰位于克什米尔边境上，海拔8611米。新疆的`古尔班通古特沙漠(北纬46度16.8分，东经86度40.2分)是陆地上距离海洋最远的地方，距离最近的海岸线有2648千米(直线距离)。
新疆远离海洋，深居内陆，四周有高山阻隔，海洋气流不易到达，形成明显的温带大陆性气候。气温温差较大，日照时间充足(年日照时间达2500~3500小时)，降水量少，气候干燥。新疆年平均降水量为150毫米左右，但各地降水量相差很大，的气温高于北疆，北疆的降水量高于。最冷月(1月)，平均气温在准噶尔盆地为零下20C以下，该盆地北缘的富蕴
县绝对最低气温曾达到零下50.15℃，是全国最冷的地区之一。最热月(7月)，在号称“火洲”的吐鲁番平均气温为33°℃以上，绝对最高气温曾达至49.6°℃，居全国之冠。由于新疆大部分地区春夏和秋冬之交日温差极大，故历来有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”之说。
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