疆中部，东接巴音郭楞蒙古自治州，西与吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦交界，南邻和田地区、喀什地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州，北邻伊犁哈萨克自治州。全地区总面积13.25万平方千米，边境线长235千米。阿克苏地区地势北高南低，由西北向东南倾斜。海拔7435.3米的托木尔峰是地区最高点；海拔945米的塔里木河则是地区最低处。北部是天山山区，南部是塔克拉玛干沙漠，中部为山麓砾质扇形地、冲积平原区、戈壁、绿洲相间。中、低山丘陵带分布有大面积水草丰茂的天然草场，其间有黑音山盆地、拜城盆地、柯坪盆地以及乌什谷地。山前洪积-冲积倾