准噶尔盆地位于新疆境内，天山山脉和阿尔泰山脉之间，大约位于45°N,85°E。东北为阿尔泰山，西部为准噶尔西部山地，南为天山山脉。盆地呈三角形，面积约380,000平方公里。盆地一般海拔400米左右，东高(约1,000米)西低。西北为准噶尔界山，东北为阿尔泰山，南部为北天山，是一个略呈三角形的封闭式内陆盆地，东西长700千米，南北宽370千米，面积13万平方千米。
准噶尔盆地是中国第二大的内陆盆地，内有中国八大沙漠之一的古尔班通古特沙漠。盆地西侧有几处缺口，如额尔齐斯河谷、额敏河谷及阿拉山口。西风气流由缺口进入，为盆地及周围山地带来降水。
