塔里木盆地在新疆維吾爾自治區(qū)。塔里木盆地是大型封閉性山間盆地，地質(zhì)構(gòu)造上是周圍被許多深大斷裂所限制的穩(wěn)定地塊。地塊基底為古老結(jié)晶巖，基底上有厚約千米的古生代和元古代沉積覆蓋層，上有較薄的中生代和新生代沉積層，第四紀(jì)沉積物的面積很大。
構(gòu)造上的塔里木盆地地塊和地貌上的塔里木平原，范圍并不一致。拗陷內(nèi)有巨厚的中生代和新生代陸相沉積，最大厚度達(dá)萬米，是良好含水層。盆地呈不規(guī)則菱形，四周為高山圍繞。盆地地勢西高東低，微向北傾。舊羅布泊湖面高程780米，盆地最低點塔里木河位置偏于盆地北緣，水向東流。
盆地地貌呈環(huán)狀分布，邊緣是與山地連接的礫石戈壁，中心是遼闊沙漠，邊緣和沙漠間是沖積扇和沖積平原，并有綠洲分布。塔里木河以南是塔克拉瑪干沙漠，面積33.7萬平方千米，占新疆面積20%，占中國沙漠和戈壁總面積26%（如單指沙漠則占43%）。
塔里木盆地是中國最大沙漠，也為居世界第2位的流動沙漠。個體沙丘每年約南移50-60米，流動沙丘面積占85%，沙丘形狀復(fù)雜，有金字塔形、穹狀、魚鱗狀、復(fù)合型沙丘鏈、復(fù)合型沙壟等多種形態(tài)。
