塔里木盆地与准噶尔盆地中间由天山隔开，南北相对，分布于昆仑山、天山、阿尔金山之间。东西长1500公里，南北宽约600公里，总面积达53万平方公里，海拔高度在800至1300米之间，地势西高东低，盆地的中部是着名的塔克拉玛干沙漠，边缘为山麓、戈壁和绿洲（冲积平原）。
地貌.塔里木盆地北部有众多风蚀墩与风蚀凹地相间组成的“雅丹”地貌，大致与主风向平行。因形状似龙，顶部是盐结块，外表呈白色，故《汉书·地理志》中称为“白龙堆”。
地形地势.塔里木盆地轮廓呈菱形，地势