图木舒克市位于塔里木盆地西北边缘天山西段南麓，塔克拉玛干沙漠西缘；地理坐标位于东经78°38′～79°50′、北纬40°04′～39°36′之间；北邻阿克苏，西邻喀什，周边有阿瓦提、巴楚、柯坪三县。总面积1927平方千米，总人口11万人。
图木舒克市行政区域界线走向为：自东经79°29′00〞、北纬40°05′50〞起，向东南至东经79°34′30〞、北纬40°00′40〞，折向南偏东南至东经79°36′30〞、北纬39°54′00〞，折向西南经东经79°33′00〞、北纬39°51′30〞再折向西，经1082、1091、1087、1088米高程点、阿不根河、叶尔羌河北侧、达板山南侧、49团6连南侧、小海子水库库外引水渠南侧至东经78°43′29〞、北纬39°39′06〞，沿小海子水库5亿立方米库容淹没线以外150米至北坝，顺北坝外侧水渠向东北方向经水工团1连北部折向南，沿麻扎尔山西侧、南侧、东南侧山脚至公路，沿公路向北至东经78°52′10〞、北纬39°45′38〞，界线大体向北偏东北经东经78°54′15〞、北纬39°46′50〞、甘木里克河、永安坝水库西侧和西北侧、乌库麻扎山山脚、1100米高程点、宝尔塔哈山脚1116米高程点，再折向东略偏北，经1098米三角点至起点。
地貌特征表现为平原、沙丘等。市内麻扎塔格、图木舒克等山，呈西北—北走向。年平均气温11.6℃，最热月（7月）平均气温25℃～26.7℃，最冷月（1月）平均气温-6.6℃～-7.3℃，极端最高气温42.2℃，极端最低气温-24.2℃；年平均无霜期225天，年降水量38.3mm。
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