新疆地域辽阔，地形多样。山脉与盆地相间排列，盆地被高山环抱，俗喻“三山夹两盆”。南有喀喇昆仑山，北有阿尔泰山，天山横亘中部，把新疆分为南北两部分，北部是准噶尔盆地（面积38万平方公里），南部是塔里木盆地（面积53万平方公里）。习惯上称天山以南为南疆，天山以北为北疆。哈密、吐鲁番盆地一带称东疆。塔里木盆地是中国最大的盆地，塔克拉玛干沙漠位于盆地中部，面积32.4万平方公里，是中国最大、世界第二大流动沙漠。新疆冰川资源丰富，有大小冰川约1.86万条。有大小河流570多条。除额尔齐斯河流入北冰洋外，大部分河流均是内陆河。塔里木河全长2179公里，是中国最长的内陆河。新疆湖泊众多，水域面积5504.5平方公里，其中博斯腾湖水域面积980平方公里，是中国最大的内陆淡水湖。新疆东部的吐鲁番盆地，最低点－154米，是中国海拔最低的地方。

 
新疆远离海洋，四周高山环抱，是典型的温带大陆性干旱气候，年平均气温10.4℃，年均降水量188.1毫米。区内山脉融雪形成众多河流，绿洲分布于盆地边缘和河流流域，绿洲总面积约占新疆总面积的5%，具有典型的绿洲生态特点，形成独特的绿洲农业。新疆得天独厚的水土光热资源，对农作物生长十分有利。新疆地表水资源量855.40亿立方米，居全国第12位，人均地表水占有量是全国平均值的2.2倍。地下水资源量502.60亿立方米，冰川储量2.13亿立方米，占全国的50%。农、林、牧用地面积约
6307.61万公顷。现有耕地410.71万公顷，人均占有耕地3.49亩，为全国人均水平的1.75倍；林地面积675.94万公顷；牧草天然地总面积5131.5万公顷，占全国草场总面积的20%，为全国五大牧区之一，仅次于内蒙古，居全国第二位。这里种植业生产历史悠久，盛产小麦、玉米、棉花、油菜、甜瓜、哈密瓜、葡萄、香梨等农产品，自古以来就有“瓜果之乡”的美誉。  

 
新疆矿产种类全、储量大，开发前景广阔。在全国已知的171种矿产中，新疆已发现有138种，其中，5种储量居全国首位，24种居全国前5位，41种居全国前10位，23种居西北地区首位。石油、天然气、煤、金、铬、铜、镍、稀有金属、盐类矿产、建材非金属等蕴藏丰富。据预测，新疆煤炭预测资源量2.19万亿吨，占全国的40%。，据全国首位；石油资源量209.2亿吨，占全国陆上石油资源量的30%；天然气资源量为10.85万亿立方米，占全国陆上天然气资源量的34%。黄金、宝石、玉石等资源种类繁多，古今驰名。  

  新疆动生物资源物种丰富、种类繁多、品种独特、特性优良，开发和发展的潜力较大。野生植物达4000余种。如：麻黄、罗布麻、甘草、贝母、党参、阿魏、肉苁蓉、秦艽、雪莲等分布广泛，质量上乘，具有独特的品质和优良的特性。新疆还是多种果树的原始起源中心和次生中心，果树优良品种约300余个。野生动物近700余种，约占全国种类的11%。新疆有许多国际濒危野生动物，如蒙古野马、藏野驴、藏羚羊、雪豹、棕熊、白肩雕、藏雪鸡、黑项鹤、白鹤等；也有一些是我国仅分布于新疆的特有动物，如四爪陆龟、新疆北鲵、塔里木兔、新疆大头鱼等。目前，新疆共有国家重点保护动物 116种，约占全国保护动物的三分之一，其中列为一级保护的有28种，列为二级保护动物88种。