天山横于准噶尔盆地和塔里木盆地之间，为亚州最大的山系之一，在州境内长约950公里，宽140-200公里之间，走向大致呈北西西向。山间盆地和纵向构造谷地，把整个山系分割成许多山脉和山块。主要有北部的天格尔山，阿拉沟山，霍拉山等。昆仑山位于塔里木盆地与藏北高原之间，自治州南部的昆仑山为东昆仑山，呈东北西南走向，一般高在4000-6000米之间，最高峰木孜塔格峰海拔7723米。东昆仑山北侧，且末以东为阿尔金山，是州境东南部塔里木盆地东端与青海省柴达木盆地之间的界山，由北向东延伸，山脉一般高度3000-5000