亚洲内陆中部的著名山系，世界干旱区域的多雨山地之一。在中国境内，纬向横亘于新疆维吾尔自治区中部，东起东经96°10′的哈密县东，西到东经74°50′的乌恰县西北。东西长约1760千米。南北跨越5个纬度(北纬40°31′～45°23′)，宽250～350千米，面积约41万平方千米。山地海拔多在4000米以上。位于西段的托木尔峰是天山山脉的最高峰，海拔7435.3米；东段的高峰是博格达峰，海拔5445米。