吐魯番市是吐魯番地區所在市，是全地區政治、經濟、文化中心。位于新疆維吾爾自治區東部，地處天山中東部主峰博格達山南麓，吐魯番盆地中心。東西寬90公里，南北長262公里，地勢南北高，中間低。地理坐標：東經88 °51′—89°54′，北緯42°20′—43 °35′。土地總面積1.57萬平方公里。東臨哈密，西、南與巴音郭楞蒙古自治州的和靜、和碩、尉犁、若羌縣毗連，北隔天山與烏魯木齊市及昌吉回族自治州的奇臺、吉木薩爾、木壘縣相接。距新疆維吾爾自治區首府烏魯木齊市183公里。
吐魯番市山地面積占23%，平原面積占77%，戈壁面積占60%。吐魯番的自然環境十分特殊，是全國地勢最低、氣候最熱的地方。根據地質考察，這里原是一個內海，后經造山運動才變為陸地。整個盆地大體是北高南低。北部博格達峰拔海約5000米，山頂終年積雪，是盆地的主要水源。火焰山橫亙中央，把全市分成山北、山南兩部分。艾丁湖位于南部，低于海平面154米，是全國陸地最低的地方。城市海拔為34米。土壤以砂壤和黃色粘土為主，屬微堿性，有機質少。
吐魯番屬于典型的大陸性暖溫帶荒漠氣候，日照充足，熱量豐富但又極端干燥，降雨稀少且大風頻繁，故有“火洲”、“風庫”之稱。這里全年日照時數為3000-3200小時左右，比我國東部同緯度地區多1000小時左右，太陽年輻射量139.5-150.4千卡/平方厘米，比同緯度的華北、東北地區多15-20千卡/平方厘米，僅次于青藏高原。
全年平均氣溫13.9℃，高于35℃的炎熱日在100天以上。夏季極端高氣溫為49.6℃，地表溫度多在70℃以上，有過82.3℃的紀錄。當地素有“沙窩里烤熟雞蛋”、“石頭上烤熟面餅”之說。冬季極端最低氣溫-28.7℃;日溫差和年溫差均大，全年10℃以上有效積溫5300℃以上,無霜期長期達210天左右。由于氣候炎熱干燥，這里干旱少雨，年平均降水量僅有16.4毫米，而蒸發量則高達3000毫米以上。
