吐鲁番盆地是新疆天山东部南坡的一个山间盆地，如橄榄形态呈东西走向，长度约为245千米，南北宽度约为75千米，范围以吐鲁番市为主，面积50140平方千米。“吐鲁番”是维吾尔语“低地”的意思。吐鲁番盆地中海拔低于海平面的区域大约有4050平方千米。吐鲁番盆地是由于岩层断裂下陷而形成的“构造盆地”，也是中国地势最低（-154.31米）和夏季气温最高的地方。大部分地面不超过海拔500米。20世纪80年代以来，通过营造防护林和加强灌溉管理，风沙已初步控制，生态环境有所改善。
吐鲁番盆地四周为山地环绕，北部的博格达山和西部的喀拉乌成山一段，高度都在3500～4000米之间。其中博格达峰海拔5445米。南部的觉罗塔格山，一般在1500米以下。而紧邻盆地南部山麓的最低部分的艾丁湖面却低于海面154米，是中国最低的洼地，在世界上也仅次于低于海平面391米的约旦死海，为世界第二低地。北部山地300～400毫米，高峰有积雪，为盆地主要灌溉水源，故盆地三个主要绿洲（吐鲁番、鄯善、托克逊）均位于接近水源的中部偏北。为提高水源利用效益，大多采用坎儿井灌溉。 光热丰富，所产葡萄、甜瓜、长绒棉等为著名产品，蚕桑也适宜发展。盆地油气资源丰富。兰（州）新（疆）铁路通过盆地，南疆铁路起于吐鲁番市，已通车至喀什市。
吐鲁番盆地属大陆荒漠性气候，干旱炎热。中午的沙面温度，最高达82.3℃，因此这里自古有“火洲”之称。由于盆地气压低，吸引气流流入，这里也是中国有名的“风库”。境内有三十里风区和百里风区，素有“风库”之称。优越的光热条件和独特的气候，使这里盛产葡萄、哈密瓜、反季节蔬菜等经济作物，是名副其实的“瓜果之乡”。位于吐鲁番市东北10千米处的葡萄沟久负盛名。该沟长7千米，宽约2千米，横穿火焰山，东西两侧山峰对峙，沟内泉水欢流，果树丛生，清爽宜人。一行行参天白杨郁郁葱葱，满沟满坡的葡萄架层层叠叠，一串串葡萄如翡翠般嫩绿，晶莹夺目，被誉为“中国的绿珍珠”。吐鲁番的葡萄品质优良，特别是无核白葡萄。
风景名胜很多，如吐鲁番的高昌故城、交河故城、柏孜克里克千佛洞、胜金口寺院遗址、雅尔湖石窟及苏公塔；鄯善的吐峪沟石窟；还有火焰山、艾丁湖等自然风光和坎儿井。吐鲁番盆地有坎儿井一千多条，总长度达3000多千米，它是中国水利工程之一。葡萄沟景区是新疆首批国家5A级景区。干旱和风沙是重大的灾害，新疆已经完成引额尔齐斯河之水，来解决吐鲁番盆地的用水问题。吐鲁番博物馆被誉为世界上最富有的“露天考古博物馆”之一，规模仅次于自治区博物馆，是新疆第二大博物馆。馆藏文物6000余件，其中一级文物近百件。
吐鲁番是古丝绸之路上的重镇，有四千多年的文化积淀，曾经是西域政治、经济、文化的中心之一。已发现文化遗址200余处，出土了从史前到近代的4万多件文物，从已知的出土的文物来看，吐鲁番至少使用过18种以上的古文字、25种语言，大量的文物和史实说明，吐鲁番是世界上影响深远的中国文化、印度文化、希腊文化、伊斯兰文化四大体系的交汇点。
