皮山縣位于新疆維吾爾自治區南部，塔克拉瑪干大沙漠南緣,喀喇昆侖山北麓。東與和田縣、墨玉縣毗鄰,西同葉城縣相連，南與印度、巴基斯坦在克什米爾的實際控制區交界,北與麥蓋提縣、巴楚縣接壤。縣境南北長423公里，東西寬67.5-144.5公里，總面積4.14萬平方公里，其中山區占37.9%，平原占22.6%，沙漠占39.5%。宜農地占2.3%，宜牧地占13.1%。縣人民政府位于315國道線旁，距自治區首府烏魯木齊市1811.6公里。皮山縣隸屬和田地區，轄固瑪、杜瓦兩個鎮；闊什塔格鄉、克里陽鄉、垴阿巴提塔吉民族鄉、科克鐵熱克鄉、桑株鄉、康克爾柯爾克孜民族鄉。木吉鄉、皮西那鄉、巴什蘭干鄉等13個鄉；皮山縣國營牧場、皮山縣良種繁育場兩個場；新疆生產建設兵團和田農場管理局皮山縣農場，和田地區水泥廠地區杜瓦煤礦等10個企事業單位在境內。
全縣有15個鄉鎮（場），196個村民委員會，680個自然村。 皮山縣是一個以維吾爾族為主體的多民族聚居的縣。有12個民族，2001年總人口198275人。其中維吾爾族占97.96%，漢族占0.01%，此外還有塔吉克，柯爾克孜等其它少數民族人口占2.03%。2002年全縣旅居國外的僑民分居13個國家和地區，其中僑居阿拉伯的僑民最多。
全縣地貌類型可分為5個單元：
1、南部冰山積雪帶。海拔4500米以上，系高山峻嶺，終年積雪，分布著巨大冰川；3500-4500米之間有干旱草原植被，呈帶狀分布在融雪浸潤的山坡和河谷；包括賽圖拉、蘇蓋提塔格、塔拉思土塔格山一帶。
2、高山地帶。海拔2500-3500米，地形復雜，包括桑株塔格山、布瓊、塔吉克民族鄉一帶。
3、山前河谷地帶。海拔1400-2500米，包括杜瓦、桑株、闊什塔格、司木斯拉、克里陽一帶。
4、平川地帶。海拔1250-1400米，地勢平坦，包括固瑪鎮、科克鐵熱克、木奎拉等315國道線以北幾個鄉鎮。
5、戈壁沙漠地帶。海拔1250米以下，干旱缺水，多流沙，有稀疏的蘆葦、紅柳、胡楊等沙漠植被。
縣境內土壤共分為13個土類，15個亞類，19個土屬，39個土種。優勢土類是灌淤土，其余面積稍大的有棕漠土、新積土、風沙土、鹽化潮土。主要土種是淡黃沙土，面積48.6萬畝，占普查面積的72.8%，是皮山縣主要農業土壤，分布于各綠洲農田；其次是棕漠土，占2.26%；灌溉棕漠土，占13.4%；河灘鹽化草甸土，占1.69%；復沙漠黃沙壤土，占1.41%。全縣66.8萬畝可利用的土壤面積，到1992年已開墾改造使用的達43.6萬畝。
縣境內有5條中小山溪性河流，均發源于喀喇昆侖山冰川雪山，流經各綠洲農田，最后入塔克拉瑪干大沙漠。從現有的綠洲面積看，皮山縣水資源是豐富的。年地表徑流7.5億立方米，有地表徑流1720立方米，人均占地表徑流4120立方米，超過全國平均水平。地下水儲量2.5億立方米，除露頭泉水外，可開采量0.4-0.5億立方米，埋藏較淺，便于開發。
地處塔克拉瑪干大沙漠南緣的皮山屬典型的大陸性暖溫帶干燥荒漠氣候，大致可以分為三個氣候區：
1、南部山區。海拔3900米以上屬高寒氣候，終年積雪。年平均氣溫-6℃，1月份平均氣溫-11.3℃，7月份平均氣溫9.8℃，極端最高氣溫25℃，極端最低氣溫-31℃。年降雨量36.6毫米，大風日數123.5天。
2、中部山麓地帶。雨雪較多，熱量較少，夏季有冰雹、暴雨危害。年平均氣溫10.1℃，1月份平均氣溫-5.3℃，7月份平均氣溫21.7℃，極端最高氣溫37℃，7月份平均氣溫21.7℃，極端最高氣溫37℃，極端最低氣溫-22.3℃，年降雨量189.9毫米。宜發展農、林、牧業。
3、平原地區。光照資源豐富，降雨少，日照長，春旱頻繁，有大風、干熱風之患。年平均氣溫11.8℃；1月份平均氣溫-6.1℃，7月份平均氣溫25.3℃;極端最高氣溫41℃，極端最低氣溫-22.9℃；土壤凍結程度一般在60毫米，極值達90厘米。年日照2466.8小時，太陽總輻射量138千卡/平方厘米，無霜期217天；降水量51.3毫米，風向多西北，夾帶沙塵的大風日數10-15天，5-9月為風季。
