吐鲁番是世界海拔最低的盆地，大部分地面在海拔500米以下，有些地方比海平面还低。“吐鲁番”是维吾尔语“低地”的意思。它是一个典型的地堑盆地，是新疆天山东部南坡的一个山间盆地，范围以吐鲁番市为主。
吐鲁番盆地四周为山地环绕，北部的博格达山和西部的喀拉乌成山一段，高度都在3500～4000米之间。其中博格达峰海拔54米。南部的觉罗塔格山，一般在1500米以下。而紧邻盆地南部山麓的最低部分的艾丁湖面却低于海面1米，是中国最低的洼地。
吐鲁番盆地属大陆荒漠性气候，干旱炎热，年降水量约16毫米，蒸发量高达3000毫米，夏季最高气温有过49.6℃的纪录，6～8月平均最高气温都在38℃以上。中午的沙面温度，最高达82.3℃，因此这里自古有“火洲”之称。
吐鲁番盆地在自然条件和人文景观方面，有许多在中国乃至全世界都堪称独特，因而引起旅游者的强烈兴趣。世界第二低地北依终年积雪的博格达山，南傍寸草不生的库鲁克塔格，中间盆地低凹，低于海平面的陆地和水面有4050多平方公里，占整个盆地面积的8％。而在这4000多平方公里土地中，又有2000多平方公里是低于海平面100米以下的低地。
吐鲁番盆地气候极度干旱，雨水极少，水流自然移运物的能力极差，故盆地中堆积物极其微小，这是一个重要原因。另外在第四次新构造运动中，盆地中部又形成了一条由东向西的火焰山，由于这座低山的阻隔作用，从天山被流水携带下来的风化物质只能在山北积累，而山南就受到了保护，避免了堆积，因而长期以来得以保持在海平面以下的地势。
吐鲁番矿产资源十分丰富，现已探明68种矿产，煤炭、石油、天然气、黄金、铁、铜、芒硝、花岗岩、钾硝石、钠硝石、膨润土等矿产储量大、品位高，极具开发价值和潜力。
