新疆北部有阿尔泰山,南部有昆仑山、喀喇昆仑山和阿尔金山。天山,作为新疆象征,横贯中部,形成南部的塔里木盆地和北部的准噶尔盆地。习惯上把天山以南地区叫南疆,天山以北地区叫北疆,把哈密、吐鲁番盆地叫东疆。
新疆三大山脉的积雪、冰川孕育汇集为500多条河流,分布于天山南北的盆地,其中较大的有塔里木河、伊犁河、额尔齐斯河、玛纳斯河、乌伦古河、开都河等20多条。许多河流的两岸,都有无数的绿洲,田园阡陌,村镇相望,颇富"十里桃花万杨柳"的塞外风光。这是新疆各族人民世世代代生息活动的主要基地。新疆有许多自然景观优美的湖泊,总面积达9,700平方公里,占全疆总面积的0.6%以上,其中有著名的十大湖泊:博斯腾湖、艾比湖、布伦托海、阿雅格库里湖、赛里木湖、阿其格库勒湖、鲸鱼湖、吉力湖、阿克萨依湖、艾西曼湖。
新疆境内绵连的雪岭,林立的冰峰,形成了独具特色的大冰川,共计1.86万余条,总面积2.4万多平方公里,占全国冰川面积的42%,冰储量2.58亿立方米,是新疆的天然"固体水库"。新疆的水资源极为丰富,人均占有量居全国前列,有待于大力开发。大沙漠占全国沙漠面积的2/3,其中塔克拉玛干沙漠的面积33.67万平方公里,是我国最大的沙漠,为世界第二大流动沙漠,仅次于阿拉伯半岛上的鲁卜哈利沙漠。准噶尔盆地的古尔班通古特沙漠,面积48,000平方公里,为我国第二大沙漠。新疆沙漠中蕴藏着丰富的油气资源和矿产资源。
新疆以千姿百态的自然景观、绚丽多彩的社会风情和令人向往的“丝绸之路”而著称于世。境内不仅有浩瀚的戈壁沙漠,还有辽阔美丽的草原;不仅有世界第二高峰——乔戈里峰,还有低于海平面154米的世界洼地——吐鲁番艾丁湖地区;不仅有驰名中外的高昌、交河、楼兰、龟兹等古城遗址和与莫高窟、云岗、龙门齐名的中国四大石窟之一的拜城克孜尔千佛洞;还有风光绮丽的巴音布鲁克天鹅湖、赛里木湖、天池、喀纳斯湖等高山湖泊和众多的温泉、气泉及“魔鬼城”等奇特的自然景观;加之有“歌舞之乡”的美称,自然与人文交相辉映,历来为中外旅游者所向往。发展旅游事业,特别是开展“丝绸之路”旅游、沙漠探险旅游、登山旅游、社会风情旅游以及地质旅游前景十分广阔。