新疆地形地貌特徵可以概括為「三山夾兩盆」，其特點如下：
三山。北面是阿爾泰山脈，南面是崑崙山脈，中部橫亙著天山山脈。這些山脈在新疆地區形成了天然的地理分界線。
兩盆。天山以北是準噶爾盆地，天山以南是塔里木盆地。這些盆地內部多以沙漠地貌為主，如著名的塔克拉瑪乾沙漠位於塔里木盆地中央，是中國最大的內陸沙漠。
新疆的地形地貌類型多樣，包括高山、高原、平原、戈壁、沙漠等。該地區的最低點艾丁湖低於海平面155米，而最高點K2海拔8611米。新疆的氣候以溫帶大陸性氣候為主，降水量少，晝夜溫差大。河流主要來源於山區冰川融水，如塔里木河是中國最長的內陸河。