塔里木盆地为大型封闭性山间盆地,地质构造上是周围被许多深大断裂所限制的稳定地块。盆地呈不规则菱形,四周为高山围绕,东部通向河西走廊,为古代丝绸之路所经。盆地地势西高东低,微向北倾,旧罗布泊湖面高程780米,是盆地最低点。塔里木河位置偏于盆地北缘,水流向东。盆地四周高山海拔4000~6000米,盆地内部海拔800~1300米。由盆地边缘向中心依次出现高山带、山麓砾石带、冲积平原带、沙漠盐湖带,呈环状分布。盆地中有我国最大的塔克拉玛干沙漠。冲积平原上水草丰美,农牧业发达。是我国重要的棉花产区之一。盆地中石油、天然气资源蕴藏量十分丰富,分别约占全国油、气资源蕴藏量的1/6和1/4。