从乌恰县的北部、阿图什市北部直至阿合奇县全境，为天山南麓；克孜勒苏河以南，从乌恰县西南部直到阿克陶县西部为帕米尔高原和昆仑山山区。自治州境内海拔5000米以上的高山有16座，山顶终年积雪，最厚处达100多米。境内的“冰山之父”慕士塔格峰海拔7546米。公格尔峰海拔7719米，为自治州最高点。山间遍布冰川，主要冰川有20多片，总面积达1960.8平方千米。克孜勒苏柯尔克孜自治州主要平原有阿图什市的恰克玛克-博古孜河中下游冲积平原、阿克陶县的帕米尔山前冲积扇平原、盖孜河-库山河三角洲平原。主要盆地有阿图什市的哈