阿尔泰山山地位于新疆最北部，呈东北---西南走向，全长2000余km，仅中段在我国境内，山段长500余km，属中段南坡，山脊高度3000m以上，山体西宽东窄，西北宽约150km。东南宽约80km。阿尔泰山山地由于受北冰洋气流的影响，气候比较湿润，植被比较茂密。在海拔2000m左右的山地是新疆重要的牧区草场。

    准噶尔盆地位于阿尔泰山与天山之间，西部为准噶尔西部山地，东至北塔山麓，大致呈三角形。东西长约700km，南北宽约450km，面积约20万km2，其中部为古尔班通古特沙漠，面积约4.5万km2，多为固定和半固定沙丘，沙漠区降水量约100mm，植被覆盖度20~40%；盆地北部，自阿尔泰山南麓至沙漠北缘，为北部平原，风蚀作用明显，有大片风蚀洼地；盆地南部平原，北起沙漠南部边缘，南至天山北麓，为北疆主要农业区。准噶尔盆地西部由于山地海拔较底，又有阿拉山口和额尔齐斯河口，大西洋的水汽可由此进入北疆，因此准噶尔盆地的降水量明显高于塔里木盆地。

    天山山地，绵延于准噶尔盆地和塔里木盆地之间，由数列东西走向的平行山脉及其间的盆地、谷地组成。山高一般4000~5000m，雪线高度，北坡为3500~3800m，南坡为4000~4200m。山涧河谷、峡谷水分条件好，生长着榆树、杨树林和林下草甸。山脉间谷地、盆地较多，有焉耆盆地、哈密盆地、吐鲁番盆地、拜城盆地以及伊犁、乌什等谷地。这些山涧盆地、谷地是新疆农牧业发展的主要场所，也是人们居住的主要场所。

    塔里木盆地，位于天山以南，昆仑山以北，为高大山原环抱的内陆盆地，也是我国最大的内陆封闭式盆地。盆地东西长约1400km，南北宽约550km，面积56万km2，约占全疆面积的1/3。盆地中部为著名的塔克拉玛干大沙漠，面积33.76万km2，主要为新月形流动沙丘。因居于大陆中心，气候干燥，沙漠中心降水量仅10mm，自然景色呈环状分布。盆地周围由于出山河流在山前大量堆积沙砾，形成一系列冲积洪积砾质戈壁，宽度约30~50km；盆地的西部，由南向北，由天山南麓向北弧行，分布着宽约60~80km的现代冲积平原。盆地的边缘散布着弧形和串珠状的绿洲。盆地边缘降水量一般20~40mm。

    昆仑山地，包括喀喇昆仑山、昆仑山、阿尔金山和帕米尔高原，环列于塔里木盆地南缘。东西长约1800km，南北宽60~300km，地势西高东低，平均山脊线5000~6000m以上，山上冰雪覆盖，冰雪融化成为山前绿洲灌溉的部分水源。