吐鲁番盆地坐落在我国西北的天山脚下。它东西长245公里,南北宽75公里,面积约5万平方公里,有半个江苏省那么大。其边缘被群山环抱,北部的博格多峰为最高;中部因极度下陷,地势低洼,许多农田、村落都在海平面以下;南部的山麓的艾丁湖,湖面低于海平面154米,是我国陆地的最低点。如果从地形单元来看,吐鲁番盆地算得上世界最低的盆地。
吐鲁番盆地低洼而较闭塞的地形,加上极端的干旱,使它称为我国著名的“火州”。这里一年之中有半年处于炎热的夏季,每年6月至8月,气温持续在38℃以上,甚至出现过47.8℃的全国最高气温纪录。