吐鲁番盆地是天山东部的一个山间盆地，位于天山山地东端。"吐鲁番"是维吾尔语"低地"的意思。它是一个典型的地堑盆地，也是中国地势最低和夏季气温最高的地方。大部分地面在海拔米以下。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。
吐鲁番市位于天山东部博格达山南麓，吐鲁番盆地中心，市区距乌鲁木齐市公里。市域南北长约公里，东西狭窄不规则，最宽处约90公里。地区南北宽约公里，东西长约公里，土地总面积平方公里，占新疆土地总面积的4.2%。
吐鲁番属独特的暖温带大陆性干旱荒漠气候。因地处盆地之中，四周高山环抱，增热迅速、散热慢，形成了日照长、气温高、昼夜温差大、降水少、风力强五大特点，素有"火州"、"风库"之称。全年平均气温为14℃，夏季平均气温在30℃左右，全年气温高于35℃的炎热天气，平均为99天；高于40℃的酷热天气，平均为28天。
吐鲁番的葡萄品质优良，特别是无核白葡萄，汁多、味美，晶莹鲜嫩，营养丰富，是葡萄中的珍品。吐鲁番具有悠久的酿酒历史，这里酿造的葡萄酒一向作为贡品，不远万里，送到中原，博得了不同一般的称誉。唐代名将侯君集征服高昌后，带回了那里酿酒的工艺。李世民对此十分高兴，略加改造，酿制了八种成色的名酒，朝廷官员品尝后，赞不绝口。