比湖盆地这三个较大的地貌单元组成。博尔塔拉河是博尔塔拉蒙古自治州最大的河流，平均径流量4.52亿立方米，河长177千米，流域面积6627平方公里。精河次之，年平均径流量3.55亿立方米，长75.2千米，流域面积1119平方千米。有大小湖泊5个,其中艾比湖水域面积400平方千米，湖面高程195米，水量3.303亿立方米，水质咸。赛里木湖水域面积457平方千米，湖面高程2074米，水质微咸。在全疆的湖泊面积中分别占第四、第五位。
气候.博尔塔拉蒙古自治州远离海洋，属北温带大陆性干旱