新疆的地貌主要有：流水地貌，風沙地貌，冰川地貌，沉積地貌。山脈與盆地相間排列盆地與高山環抱、喻稱“三山夾二盆”。北部阿爾泰山，南部為昆侖山系；天山橫亙于新疆中部，把新疆分為南北兩半，南部是塔里木盆地，北部是準噶爾盆地。天山以北為北疆，把哈密、吐魯番盆地為東疆。

新疆的最低點吐魯番艾丁湖低于海面155米（也是中國的陸地最低點）。最高點喬戈里峰位于克什米爾邊境上，海拔8611米。新疆的古爾班通古特沙漠（北緯46度16.8分，東經86度40.2分）是陸地上距離海洋最遠的地方，距離最的海岸線有2648千米（直線距離）。

新疆－吉爾吉斯邊境橫貫著天山山脈。吐爾尕特口岸（海拔3752米）位于邊境。

新疆北部有阿爾泰山，南部有昆侖山、阿爾金山和天山。天山作為新疆象征，橫貫中部，形成南部的塔里木盆地和北部的準噶爾盆地。