阿克苏市位于塔河源头中支阿克苏河下游地区，阿克苏河由北向南流经阿克苏市境西部，在阿克苏市区西郊分成阿克苏新大河与阿克苏老大河两支。新大河流经市境113千米，老大河流经市境104千米，两河在夹河子镇与和田河、叶尔羌河、喀什噶尔河汇流成塔里木河，横穿市境南部东去。

沙雅县位于塔里木河上游，塔河由阿克苏的托海牧场经沙雅的喀玛雅朗牧点入境，沙雅位于该河中上游，是内陆河水最充沛的地段。由两河流经土地，已成肥沃良田，是沙雅主要农业区。塔里木河冲积平原地下水开采量1.21亿立方米。在塔里木河两岸有湖泊4处，大多为咸水，皆分布于沼泽及荒芜地方，无养殖价值。在塔里木河两岸有大面积胡杨林340万亩，是国家重点的胡杨林保护区。

库车县位于塔河中游，塔里木河穿过县南部塔里木乡，发源于天山南麓的库车河、渭干河，自北向南进入塔河平原地区。

轮台县位于塔里木河中游，地貌为塔里木河平原区，北部高，向东南倾斜。塔里木河由西南东横贯县境南部106千米，另有9条山溪性河流，较大的为迪那尔河，可利用水资源总量达8.73亿立方米。塔里木河沿岸有42万亩世界上面积最大、分布最密、存活最好的“第三纪活化石”——天然胡杨林。

库尔勒市位于塔里木河中游，塔河由西而东从库尔勒市境南侧流过。英巴扎站的多年平均径流量为28.76亿立方米。库尔勒市普惠一带有1.0万亩耕地从中引水灌溉，还有40万亩生态植被依靠其漫溢洪水维持生命。自1980年代之后，下游水量锐减，主要作为生态用水，每年引水3000-4000万立方米，占塔里木河总水量的1%左右。

尉犁县位于塔里木河下游始端，塔河在县境内流域254千米。塔河支流孔雀河流经尉犁县城，作为塔河北支，流向罗布泊。沿岸的墩阔坦乡开发有4A级旅游景区罗布人村寨。

台特玛湖是塔里木河的尾闾湖泊，经过多年连续19次生态输水后，到2018年，台特玛湖面积已扩大至511平方千米，湖面周围形成了223平方千米的湿地，生态环境得到巨大改善。

塔里木河干流分为上、中、下三段：羊吉巴扎以上为上段，此段河床不分叉，侧蚀强烈，曲流发育，河床不稳定；羊吉巴扎到群克为中段，这里叉道、湖沼众多，洪水期水流漫溢分散，主流常改道；群克以下为下段，河道复旧统一，河水经上、中段渗漏、蒸发及引灌溉后，所剩不多，又因群克至铁干里克之间兴建了大西海水库，故只有少量河水可以流到英苏，洪水时期才有水泄入台特马湖。

塔里木河全部流经沙漠地带，河床一般为粉沙、沙壤土，极易冲刷。上中游河床一般宽1千米以上，最宽3-4千米。河道比降1/5000左右；下游河床至尉犁县卡拉以下逐渐成为窄深断面，一般宽200-300米。塔里木河是一条原始河道，沿河极少堤防，洪水期任其漫溢，在河漫滩地带野生植物生长茂密，主要有胡杨林、红柳和各种牧草。河流中游地段地势平缓多洼地，水流分散，相互穿插，水网紊乱，河曲发育，水泊草湖连片。

塔河四大源流出山口处水质良好，水质类别为1-2级，能够满足生活、农业灌溉和渔业养殖。塔河干流不产流，源流水质优于干流，上游优于下游。由于受地理环境因素及农田排水影响，干流非汛期水质较差，河水矿化度已超出盐碱地区标准，水质类别为超5类。

多年平均含沙量，天山南坡河流在2.0-5.6千克·立方米之间，昆仑山及阿尔金山河流在2.0-11.5之间，帕米尔及喀拉昆仑山河流在2.9-5.9之间，塔河干流中下游在4.1-5.0之间。

多年平均输沙量，塔河流域内最大2849万吨，最小37900吨，相差751倍。主要来源于阿克苏河、叶尔羌河、和田河三条源流。

塔河的洪水分为融雪（冰）洪水、暴雨洪水、溃坝型洪水和溃坝－融冰混合型洪水。融雪洪水一般发生夏季，高山区5-9月为冰川高山积雪融水期。这类型洪水历时较长，阿克苏河、叶尔羌河、和田河较为明显。暴雨型洪水库车河在1958年8月13日洪峰流量为1940立方米/秒。

塔河流域多年平均天然径流量398.3亿立方米，主要以冰川融雪补给为主，不重复地下水资源量为30.7亿立方米，流域水资源总量为429亿立方米。

四条源流出山口天然径流量1950年代后呈增加趋势，多年径流量为229.8亿立方米，最大年径流量为304.1亿立方米（1994），最小年径流量176.8亿立方米（1965），最大年径流量与最小年径流量比值1.72。20世纪50-80年代为平水年，基本接近多年平均值；1990年代和2000－2005年为丰水年，平均径流量分别为241.9亿立方米和258.9亿立方米。

1950年代以来，四条源流出山口天然径流量呈增加趋势，但由于源流区山前灌溉面积和用水量的增加，补给塔河干流水量由1950-1960年代的60亿立方米，减少到21世纪初的44亿立方米，减少了16亿立方米，平均每十年减少3.2亿立方米。从1980年代至21世纪初入塔河水量已小于多年平均值。

塔河历史上是一条自然耗散型河流，多年平均上游耗水量为16.69亿立方米，中游耗水量22.96亿立方米，下游耗水量为6.33亿立方米，上中游是塔河最大的耗水区段，耗水量达39.65亿立方米，占阿拉尔水文站多年平均流量45.98亿立方米的86.2%，仅有6.33 亿立方米水量进入下游。

100多年前阿拉尔水文站以上有阿克苏河、喀什噶尔河、叶尔羌河、和田河四条源流，最大年流量达103.3亿立方米（1948年），有实测以来最大年径流量为69.6亿立方米（1978年），最小年径流量仅25.6亿立方米（1993年），二者相差2.7倍。喀什噶尔河断流后，1950年代平均径流量为50亿立方米，1990年代减少到42亿立方米。平均每年以1860万立方米的速率减少。1967年恰拉水库建成，1980年孔雀河库塔干渠建成，孔雀河入塔径流量呈减少趋势，1970年大西海子水库建成，有20年无水下泄，特别是20世纪80-90年代几乎断流，以下河道长期处于断流状态。台特玛湖于1974年干涸。生态环境更加恶化。从2000年起实施从博斯腾湖和塔河干流向下游绿色走廊和台特玛湖输水，要求大西海子水库年下泄量为3.5亿立方米。因此，下游水量有所增加。

冰川径流年内分配不均匀，6-9月来水量占全年径流量的70%-80%，大多为洪水，且洪峰高，起涨快，洪灾重；3-5月的灌溉季节来水量仅占全年径流量的10%左右，极易造成春旱。

2022年9月22日20时，新疆塔里木河最后一个超警站点恰拉龙口站流量降至警戒以下，标志着塔里木河干流历时80天的洪水过程结束。

塔河流域属于内陆河流域，发源于塔里木盆地周围山地的内陆河流，向盆地内部流动，构成向心水系。塔河流域的河流水系是由发源于塔里木盆地周围的天山、帕米尔高原、喀喇昆仑山、昆仑山、阿尔金山的144条河流组成的，它们分属于九大水系，开都河与孔雀河水系、迪那河小河水系、渭干河与库车河水系、阿克苏河水系、喀什噶尔河水系、叶尔羌河水系、和田河水系、克里雅河小河水系、车尔臣河小河水系。塔河流域的主要河流有阿克苏河、叶尔羌河、克孜河、盖孜河、克里雅河、开都河、渭干河、和3田河及塔里木河干流等。

历史上，塔里木河流域曾有阿克苏河、喀什葛尔河、叶尔羌河、和田河、开都—孔雀河、迪那河、渭干河与库车河、克里雅河和车尔臣河等九大水系汇入，流域总面积达102万平方千米，流经5个地（州）的42个县（市）和4个兵团师的45个团场，流域内生活着人口逾1200多万人。

20世纪50年代以后，由于自然及人为等多重因素，塔里木河的水源仅缩减为阿克苏河、和田河、叶尔羌河、开都—孔雀河（通过杨水站众博斯腾湖抽水经库塔干渠向塔河下游灌区输水）这4条河，于是形成了塔河“四源一干”的格局。

开都河，位于天山南坡，发源于天山中部的萨尔明山，上游穿过大、小尤勒都斯盆地，中游流经160千米峡谷段，到拜尔基以下20千米出山口，进入焉耆平原，东流200余千米，河道弯曲水流平缓，在宝浪苏木分东西两支，注入博斯腾湖和小湖群。河道全长420千米，天然落差1867米，流域面积24546平方千米，多年平均流量112立方米/秒，年径流量33.80亿立方米。本流域水源充沛，草原辽阔，上游巴音布鲁克是新疆美丽富饶的草原之一。开都河下游焉耆段水流平缓，河床淤高，洪水时对两岸城镇和农田威胁很大，筑有防洪堤坝。因博斯腾湖与孔雀河连通，故属于塔河水系。

孔雀河，发源于博斯腾湖，它的水源是开都河水入湖自然调节后，从大湖的西南角流出，经过苇湖区汇集成孔雀河（维吾尔语：“昆其达里亚”）。河水由大湖出口经小湖苇塘流至塔什店，长约80余千米，落差很小，平均纵坡1/2.5万-1/3万，水流平缓。从塔什店南折进入天山支脉库鲁山峡谷，水流湍急，河道弯曲。过铁门关后即达库尔勒平原。河流转向西流横贯库尔勒市区，经兰干麻札、下户、上和什里克转向南流，到包头湖又转向东南，经普惠与塔里木河北支汇合后，经过尉犁县城以南，向东流约500余千米注入罗布泊，全长785千米。由尉犁以下当地人称“库鲁克河”，维吾尔语意为“干河”。1952年尉犁县在塔里木河筑坝引水灌田，塔里木河水很少流入孔雀河。由于节节打坝堵水，孔雀河下游早已断流，成为名副其实的干河。据1954-1980年水文资料统计，孔雀河年径流量，最大21.99亿立方米（1959年），最小8.064亿立方米（1968年），多年平均11.55亿立方米。20世纪50年代，河水正常流量约40立方米/秒，以后由于湖水位下降，出湖水量逐年减少。

渭干河，发源于天山南麓，上游段（上千佛洞以上）称木扎提河，经拜城盆地（即天山南支脉的却勒塔格套山，北部至天山主脉间），有4条支流汇合，即卡布斯浪河、黑孜河、台勒维契河及卡拉苏河。木札提河全长242千米，落差1637米，最大坡降23.7‰，流域面积16716平方千米。上游4条支流与木札提河在上千佛洞以上汇合后即称渭干河。该河经过38千米峡谷，落差90米，比降3.1‰，即进入库车、新和、沙雅3县平原，由西北流向东南，最后注入塔里木河。全河上下游（包括木札提河）总长442千米，流域面积32616平方千米，总落差1787米，年径流量33.04亿立方米，多年平均流量69.6立方米/秒。

库车县西25千米处，渭干河畔的峡谷悬崖上有库木吐拉石窟（即上下千佛洞），是公元5世纪后佛教兴盛时期修建。在拜城东北60千米木札提河畔的悬崖上，有公元三四世纪建造的塑像壁画等石窟群。这些石窟是研究龟兹历史文化和中西方交流的形象资料。但大部分已被国外探险者盗窃破坏。1961年，被国务院列为全国第一批重点文物保护单位之一。

阿克苏河，发源于天山西段南坡吉尔吉斯斯坦境内，入中国国境后，流经阿合奇、乌什、温宿、阿克苏和阿瓦提5县、市。上游有两大支流：北支为昆马力克河，长293千米，其中中国境内长144千米，河床平均坡降5.8‰，落差639米，流域面积12816平方千米，其中中国境内流域面积4500平方千米；西支为托什干河，流程长457千米，其中中国境内长344千米，落差1705米，河床平均坡降5‰，流域面积19166平方千米，其中国内16300平方千米。两大支流在温宿县帕合提勒克汇合后始称阿克苏河，南流至阿瓦提县肖加克与叶尔羌河、和田河汇合为塔里木河。阿克苏河为国际河流，中国境内流程以昆马力克河为主源，全长280千米，其中干流长136千米，天然落差117米，平均坡降1.25‰，流域面积42844平方千米，其中吉尔吉斯斯坦境内1.9万平方千米，年径流量84.43亿立方米其中国外流入量为50.1亿立方米，多年平均年供给塔里木河干流34.04亿立方米，消耗于阿克苏绿洲的地表水年径流量为50.39亿立方米。阿克苏河是塔里木河的主要支流。据1978年阿拉尔水文站资料，阿克苏河流入塔里木河的水量为37.85亿立方米，占塔里木河总水量的76%以上。

叶尔羌河，发源于喀喇昆仑山诸山脉，海拔8611米的世界第二高峰乔戈里峰坐落在流域南部边缘，河流流经高山峡谷约250千米。主要支流由西岸汇入有：克勒青河、塔什库尔干河，出山口到卡群向东北流，穿过582千米长的广阔平原，经莎车、泽普、麦盖提、巴楚县，到阿瓦提县与阿克苏河相会，流入塔里木河，流程全长1078千米（有资料记为1179千米）。由山区到平原总落差3294米，最大比降11‰，最小比降4.27‰，流域总面积9.37万平方千米，其中山区集水面积5.25万平方千米。多年平均径流量64.5亿立方米，年平均流量205立方米/秒，最大洪峰流量6270立方米/秒（1961年9月4日），最小枯水流量30.7立方米/秒（1979年1月30日）。据清代文献推断，大约在18世纪，叶尔羌河已构成目前的水系形势。叶尔羌河流至巴楚县境，由于河床淤高和北岸从20世纪初开渠引水，河网北倾紊乱，特别是1961年修建小海子水库后，大量河水倒向北流，注入小海子和永安坝水库，经土木休克下泄，叶尔羌河古道从库得力克大坝以下基本无水下流。

和田河，是塔里木河主要支流之一，有两条支流，东支为玉龙喀什河（伊里奇河），西支为喀拉喀什河（又称墨玉河）。两河发源于喀喇昆仑山北麓，流出山口后，为广阔的平原农业区。喀拉喀什河与玉龙喀什河从河源至汇合口（和什拉什）各长808千米和630千米。两河汇合后称和田河，流经塔克拉玛干西部沙漠，最后注入塔里木河。和田河主流长319千米，若以喀拉喀什河为源流，则和田河总长1127千米。玉龙喀什河天然落差3380米，集水面积14575平方千米，多年平均径流量23.1亿立方米，平均流量67立方米/秒，流经和田、洛浦两市县。喀拉喀什河天然落差4001米，集水面积22153平方千米，年径流量22亿立方米，多年平均流量60.5立方米/秒。

喀什噶尔河，塔河二级支流，叶尔羌河支流。干流克孜河发源于天山西端吉尔吉斯斯坦特拉普齐亚峰（列宁峰）东麓和帕米尔高原的丛山峻岭中。由西向东流入新疆，经乌恰、阿图什、疏附、疏勒、伽师、巴楚6县和喀什市，于巴楚以东汇入叶尔羌河。喀什噶尔河主源除克孜河外，大的支流有盖孜河、库山河、恰克马克河和布古孜河等。全流域除上述县市外，还包括阿克陶、英吉沙和岳普湖3县，共有9县1市。各支流出山口后进入广阔的喀什噶尔平原。喀什噶尔河以克孜河为源头，河道长555千米，流域总面积53754平方千米，其中山区集水面积33578平方千米，落差3200米，河道坡降1.5‰-12‰。全流域年径流量41.36亿立方米，其中由国外流入中国水量5.56亿立方米。克孜河出山口后，由卡普卡以下分为南北两支，南支为主流，经喀什市与疏勒县城之间，流过七里桥与北支会合；北支为吐曼河，经喀什市北至七里桥以下与南支会合（已截断），东流经伽师县与其他支流汇入后始称喀什噶尔河。

库车河，又称苏巴什河，史称“东川水”，上源西支乌什开伯西河是其主要来源，源于科克铁克山的莫斯塔冰川，流向东南、玉库台克力克陆续汇入东支阿恰沟、东支科克那克河、卡尔塔西后南下，经康村切穿却勒塔格山达栏杆。积水面积2946平方千米，兰干站多年平均迳流量36051×104立方米/秒。多年平均流量1.098立方米/秒，最大流量1940立方米/秒（1958年），最小流量0.62立方米/秒（1966年）。兰干站以下河水经引水枢纽，总干渠被引入农田，原河床经20千米卵砾石锥形洪积扇。原注入塔河，1930年代以后，通过喀兰古向东南消失于荒漠戈壁之中。河源最高点海拔4553米，河尾最低点海拔930米，河流全长221.6千米。

迪那河，发源于天山南坡的尤尔都斯达坂、巴什迪那达板、科克铁克达板，河流正南流出，汇入塔里木盆地。主要支流有喀尔库尔沟、吐尤克沟、阿特拉曼沟、阿散沟、托特沟、牙格迪那河、果尔达兰沟等。根据干支流分布状况，河系水产总长约400千米，河网密度为0.25。大部分源头分布在海拔4000米以上终年积雪地区。流域四面环山，属山溪性河流。流域东与阳霞河流域相连，南面以塔里木河干流流域分界线为界，西面与库车河流域接壤，背面与和静县相邻。

因有腾格里高山冰川融水的补给，阿克苏河的水量非常丰富，是塔里木河的主要水源，平均流量为195立方米/秒。根据有关资料统计，塔里木河流域面积大于1平方千米的湖泊有71个（不包括已于1972年和1980年前后干涸的罗布泊和台特玛湖等），占新疆大于1平方千米湖泊数的51.4%，总面积约1389平方千米，占新疆湖泊总面积的27%。塔里木河流域最大的两个湖泊分别为博斯腾湖和艾西曼湖。

博斯腾湖，古称“西海”，唐谓“鱼海”，清代中期定名为博斯腾湖，位于焉耆盆地东南面博湖县境内，是中国最大的内陆淡水吞吐湖，是塔里木河流域的最大的湖泊，也是中国最大的内陆淡水湖。博斯腾湖位于中天山南部，焉耆盆地的最低洼处，为开都河、黄水沟等河流的归宿地，同时也是孔雀河的源头，它对开都河、孔雀河的径流量有良好的人工反调节和调节作用。湖面海拔1048米，东西长55千米，南北宽25千米，略呈三角形，大湖面积约988平方千米。蓄水量99亿立方米。大湖西南部分布有大小不等的数十个小湖区，小湖区有较大的湖泊，总面积为240平方千米，湖水西东深，最深16米，最浅0.8-2米，平均深度约10米左右。总面积1228平方千米。

台特玛湖，又称喀拉布朗海子，《新疆图志》称其为“阿不旦海子”，位于塔里木盆地南缘，巴音郭楞蒙古自治州若羌县以北约50千米，处于塔里森河、车尔臣河（且末河）及阿尔金山诸河3个水系形成的冲积平原。历史上，台特玛湖主要补给来源为塔里木河，同时接纳了车尔臣河以及瓦石峡河、若羌河及米兰河等阿尔金山诸河水量。入湖水量大时，台特玛湖湖水可循塔里木河古道东入罗布泊。根据资料记载，1964年以前塔里木河尚有较大水量入台特玛湖，车尔臣河每年亦有水汇入。国道218线从湖中穿过，将湖分为东西两部分，东侧湖水主要由塔里木河供水，西侧来水主要是车尔臣河。1959年的地形图显示东西两湖水域面积合计可达183平方千米。1972年大西海子水库拦截塔河水，同时随着上游用水量增加，台特玛湖入湖水量逐渐减少，直至干涸。1989年-2002年，车尔臣河改道后，在台特玛湖本部洼地形成康拉克小湖群。发生洪水时，车尔臣河可流向下游博斯坦区域，形成水面。

罗布泊，在若羌县境东北部，曾是中国第二大内陆湖，海拔780米，面积约2400-3000平方千米，因地处塔里木盆地东部的古“丝绸之路”要冲而著称于世。古罗布泊诞生于第三纪末、第四纪初，距今已有200万年，面积约2万平方千米以上，在新构造运动影响下，湖盆地自南向北倾斜抬升，分割成几块洼地。现在罗布泊是位于北面最低、最大的一个洼地，曾经是塔里木盆地的积水中心，古代发源于天山、昆仑山和阿尔金山的流域，源源注入罗布洼地形成湖泊。清代末，罗布泊涨水时，仅有“东西长八九十里，南北宽二三里或一两里不等”，1921年塔里木河改道东流，经注罗布泊，至1950年代，湖水面积又达到2000多平方千米。然而到到了1960年代因塔里木河下游断流，使罗布泊渐渐失去水源补给，1972年全部干涸。注入罗布泊的诸水，主要有塔里木河、孔雀河、车尔臣河和米兰河等，同时也部分地受到祁连山冰川融水的补给，融水从东南通过疏勒河流入湖中。

在沙雅县，塔河两岸形成众多的天然湖、人工湖有达热依湖、帕曼湖、结然力克湖、民兵湖、依希勒库勒、阿尔吞达希等湖。

艾西曼湖，位于阿瓦提县英艾日克乡与塔木托格拉克乡交界处，距阿瓦提县城区23千米，交通便利。海拔1060米，面积13.3平方千米，是阿克苏地区最大的淡水湖。

在塔里木盆地四周的高山区，北起天山，南抵昆仑山，都分布着大量的冰川，冰川储量十分丰富。据中国《冰川目录》统计，塔里木河流域内的高山冰川面积（包括国外部分）为2.487亿平方米，冰川储量为2.696亿立方米，每年的冰雪融水量可达1.92亿立方米，几乎占塔里木河流域地表水总量的一半。据统计，阿克苏河、叶尔羌河及和田河三源流流域内共有冰川7300多条，冰川总面积为13100余平方千米。占新疆冰川总面积的57%，冰川储水量为1670亿立方米，占新疆冰川储水量的78%，年冰川融水超过100亿立方米，冰川融水量比超过60%。冰川是“高山固体水库”，每年夏季气温上升，高山冰雪融化，将水量补给河流。如遇到干暖年分，虽然降水量减少，但气温增高，使冰川消融量增大，弥补了降水量的不足；如遇到冷湿年份，冰川消融量因气温低而减少，但降水量却有所增加，起到了调节水量的作用，使这些河流年径流量较为稳定，这也是塔河流域特大水年与特小水年水量不致过分悬殊的主要原因。在这些冰川中以天山南坡托木尔峰附近的台兰河、木扎尔特河冰川对河流水量的补给量最大，可占各河流径流量的60%以上，冰川补给径流的作用十分显著。

有史籍记载的塔里木河两次大的改道：公元300年左右，河水倒向南流，注入台特马湖，中断罗布泊水量，致使楼兰一带逐渐衰退，水草枯萎，居民逃离，“丝绸之路”的楼兰通道绝迹。民国10年（1921），河水倒向北流，南道铁千里克、英苏一带荒凉，尉犁至若羌的通道沙化。1952年在尉犁县附近筑坝，同孔雀河分离，河水复经铁干里克故道流向台特马湖。而孔雀河已经无力与罗布泊发生联系。

据资料记载，塔里木河古时分为南河和北河两支。叶尔羌河与和田河汇流后流经沙漠中部东流为南河，阿克苏河和喀什噶尔河等汇流经沙漠北缘为北河，两河分别注入台特马湖和罗布泊。据《水经注》记载，大约7-10世纪，叶尔羌河与和田河向西北迁移，北河逐渐形成现代的水系，南河逐渐消失。据考古工作者发现，塔克拉玛干大沙漠中有断续的洼沟，似古南河痕迹。

塔河流域多年平均径流量为398.3亿立方米，主要是由冰川融水、雨雪混合和河川基流三部分组成，它们分别占径流量的40%、37%和23%。在《山海经》、《水经注》和《西域水道记》等古文献中，有不少对塔河流域水系的记载。塔河流域的九大水系在历史上都有水汇入塔里木河干流，但由于人类活动与气候变化等原因的影响，塔里木河水系在历史上发生了重大变化。20世纪40年代以前，车尔臣河、克里雅河、迪那河相继脱离干流，20世纪40年代之后，喀什噶尔河、开都河－孔雀河、渭干河也逐渐脱离干流。其后，与塔里木河干流有地表水联系的只有和田河、叶尔羌河和阿克苏河三条源流，另外，有孔雀河通过库塔干渠向塔里木河干流下游地区输水，即所谓的“四源一干”。在进入20世纪90年代之后，塔河干流的主要源流叶尔羌河与和田河也只有在汛期才有水进入塔河干流，唯有源流阿克苏河长年有水补给塔里木河干流。

和田河变迁很大，据史书文献记载，古代和田河为东北流向，汇入塔里木河。另一记载认为，和田河与叶尔羌河、克里雅河汇合后，一支北流至沙雅南面的低地，一支东流则为古代塔里木盆地的“南河”；之后和田河继续西移，到了清初，和田河大致在现在新老和田河分流点以南博乐曲昆处折向东流，与塔里木河水系中的阿卡尔河汇合称额尔沟河。据1775年测制的《大清中外一统舆图》显示，和田河、叶尔羌河、喀什噶尔河和阿克苏河4水均汇于阿克苏南阿拉尔地区，基本构成现代水系形势。根据1958-1983年几次航测图和卫星照片的观察，在新老和田河分流段及下游支叉分流段、上游水库至胜利水库输水渠通过和田河段，明显看出和田河河道变化极频繁。和田河流域的绿洲，随着水源变迁和沙漠的侵袭，逐渐由下游向上游发展。在和田、洛浦、墨玉绿洲中及河流下游的麻扎塔格山和其东部的克尼雅河下游等地，保存着两千年前古于阗国及多处古城和驿站的遗址，有的深埋于地下二三米，有些远离现代绿洲160多千米，这些充分说明当代和田绿洲发育在古绿洲上。

截至2002年，塔河流域已建成永久性引水枢纽232座修建干渠支渠总长3790千米，年引入灌区水量约282亿立方米。在塔河干支流已修建水库145座，总库容36.5亿立方米。有效缓解了水量时空的不平衡问题。

上游水库，是大型平原水库，位于塔里木河最上游，故名“上游水库”。水库最深处可达12米左右，最大水面137.5平方千米。上游水库水面开阔，南北回水面长度为20千米，东西宽10千米，水深平均8米，最深达12米。

乌斯满水利枢纽，位于巴州尉犁县境内塔里木河干流中游，是乌斯满河口上游的拦河引水枢纽。主要由泄洪冲砂闸、进水闸、上下游导流堤和防洪冲砂设施等组成，设计水平年引水量2.98亿立方米。主要任务为合理调配塔里木河水资源，保证乌斯满河两岸生产、生活和生态用水，保障塔里木河干流输水和泄洪要求，促进实现塔河流域近期综合治理目标。2015年9月竣工。

大西海子水库，位于塔里木河末端，水库总蓄水面积可达68平方千米，总库容量1.68亿立方米。2000年以来，该水库积极发挥生态调节功能，连续14年向塔河下游生态输水，累计下泄水量41.64亿立方米，结束了塔里木河下游河道断流近30年的历史，有效恢复和保护了塔里木河下游的生态环境。

小海子水库，位于农三师图木舒克市叶尔羌河流域，是西北地区最大平原水库，库容7亿立方米，可利用水面155平方千米，水库依山，水面开阔，库边有原始胡杨林，连绵起伏的沙漠，库中水产丰富。

塔里木水库，位于尉犁县县古勒巴格乡境内，属平原注入式水库，承担着塔里木乡和古勒巴格乡5万亩耕地的灌溉任务。塔里木水库于2004年进行了节水改建，水库总库容2470万立方米，死库容500万立方米。水库有放水闸两座，设计流量分别为1.0立方米/秒、5.0立方米/秒。灌区有中干渠和南干渠两条。南干渠接水库南干渠放水闸，输水流量5立方米/秒，控制灌溉面积5.36万亩；中干渠接水库中干渠放水闸，输水流量1立方米/秒，控制灌溉面积1.88万亩。

阿克苏甫水库，位于尉犁县城东25余千米的孔雀河南岸，建设于1960年代，水库总库容1361万立方米，死库容498万立方米。主要为阿克苏甫灌区提供农业灌溉用水，控制灌溉面积7.5万亩，阿克苏甫水库为拦河土坝水库，坝长5千米，水库面积为4.6平方千米。水库设有4座干渠放水闸，分别为阿克苏甫北干渠放水闸、阿克苏甫南干渠放水闸、新建的迪力帕干渠放水闸、牧业队干渠。水库渗漏严重，水利用系数仅有0.30左右。

喀尔曲尕水库，建设于1970年代，水库总库容2990万立方米，死库容325万立方米。从塔里木河中游干流引水，属平原灌注式水库，是尉犁县喀尔曲尕乡的主要灌溉水源。水库库盘为塔里木河叉流老渭干河河洼地的一部分。尉犁县水利局于1991年对水库进行了加高加厚及用红柳梢捆护坡，加高坝体1米，加宽坝体1米，并对南干渠放水闸和北干渠放水闸进行了改建。水库渗漏严重，利用系数仅有0.30左右。

恰拉水库于1958年动工兴建，1967年基本建成，以后逐年配套。又于2003年8月开始扩建，计划2005年底全部完工。设计库容1.61亿立方米，属国家大Ⅱ型平原灌注式水库，主要水源为孔雀河来水。恰拉水库配水给恰铁干渠，灌溉塔里木垦区31—35团40余万亩耕地，承担着农业灌溉的任务。坝体为碾压式均质土坝，全长45.112千米，设计有2个放水涵洞。最大泄水能力为38立方米/秒，于水库以南4000米处汇入恰铁干渠。

阿尔塔什水利枢纽工程，是叶尔羌河干流山区下游河段的控制性水利枢纽工程，其任务为在保证向塔里木河生态供水和灌溉用水的前提下，兼顾防洪、发电等综合利用。工程位于新疆维吾尔自治区南疆喀什地区莎车县霍什拉甫乡和克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县的库斯拉甫乡交界处，坝址位于莎车县喀群乡。2011年10月奠基。阿尔塔什水利枢纽工程建成后，多年平均供给叶尔羌河流域灌区灌溉用水51.38亿立方米，极大改善叶尔羌河流域灌区灌溉条件。电站装机容量7.5亿瓦。

清宣统一至二年（1909-1910）渭干河洪水，大河出山后东岸（库车县中南乡）决口，冲成长100余千米，宽40余米大沟，流至阿瓦乌斯坦庄，成为天然沟。以后历经洪水冲蚀，形成新河，群众称为英大亚河。1968年，渭干河在下千佛洞以下建成东方红水电站拦河坝后，改变了上下游河床状况，大坝上下游淤积严重，上游洪水淹浸千佛洞，下游河床逐渐淤高，洪水向两岸漫溢。为减少老河道过洪流量，1970年在东方红电站以下约3千米处建“四六”分洪闸，将渭干河一部分洪水分至英大亚河，下游流至库车草湖一带。为防御渭干河洪水对沙雅县城威胁。1976在沙雅河消力根东岸开挖退洪渠，长2千米，宽80米。

塔里木河的灌溉，养育了沿岸绿州。库尔勒绿洲是中国最大的香梨产地，位于塔里木盆地的东北角，境内有博斯腾，塔里木河和孔雀河，其中孔雀河穿过库尔勒绿洲中央。轮台绿洲位于塔里木盆地北缘，迪那尔河是其境内最大的河流，造就了轮台绿洲。库车－阿克苏-阿拉尔绿洲，位于塔里木盆地的北部，阿克苏河、渭干河等支流是其主要水源，成为了苹果的产地。喀什－叶城绿洲，古老的叶尔羌河流经此地。

塔河干流河道引水灌溉的主要形式有水库灌溉、渠道灌溉和水泵灌溉。据1991年调查资料显示，塔河干流大于1立方米/秒的分水口有131个，其中左岸90个，右岸41个。1994年－1995年资料表明，塔河干流共有各类分水口138个，各种流动泵站314个。2001年各类引水口达到308个。整个塔河流域共灌溉200万公顷耕地。

和田河流域，灌溉面积1949年为94万亩，到1985年发展到180余万亩，增长近一倍。

喀什噶尔河流域，为古老的灌区，人口稠密，维吾尔族占93%，是维吾尔族文化重要发祥地。该河流域在1949年有耕地230万亩，牲畜100余万头，到1985年耕地面积达到433.73万亩，较1949年增加88.6%，牲畜达到265万头，增长1.65倍。1960年代以后，喀什噶尔河绝大部分河水被上游灌区引用，剩余水量拦蓄在西克尔水库和邦克尔水库。

1960年代以后，由焉耆解放一渠引开都河水，年补给孔雀河水4亿立方米左右，但仍不能满足铁门关水电站发电和下游灌区用水需要。1981年建成博湖扬水站后，增加孔雀河水量，缓解了下游工农业用水矛盾。

渭干河流域，1985年灌溉面积261万亩。

阿克苏河，消耗于阿克苏绿洲的地表水年径流量为50.39亿立方米，丰富的水源养育了候选中国新天府的“塞外江南”。

针对塔河中下游生态恶化问题，特别是下游断流生成的生态问题，1992年1月8日，塔里木河流域管理委员会及塔里木河流域管理局（简称塔管局）在新疆库尔勒市成立。1994年4月，自治区颁布了《塔里木河流域水政水资源管理暂行规定》。1994年冬至1995年春，向塔里木河下游大西海子水库以下绿色走廊输水2800万立方米。1997年12月，经自治区八届人大常委会第三十次会议审议并通过的《新疆塔里木流域水资源管理条例》颁布，并成为我国第一部地方性流域水资源管理法规。2000年，制定了《塔里木河流域水资源和生态环境问题及其对策》。2001年3月，自治区、水利部在问题及对策研究的基础上又编写了《塔里木河流域近期综合治理规划报告》。2014年9月25日，自治区十二届人大常委会第十次会议审议通过并公布了修订后的《新疆维吾尔自治区塔里木河流域水资源管理条例》。1998年8月，塔里木河流域水利委员会常委会和塔里木河流域水利委员会、执委会、管理局相继成立，并通过五年工作计划和相关水利委员会章程。

截止2008年，塔里木河流域近期综合治理累计完成建设投资75.19亿元，占总投资计划的70%，实现工程当地节增水量20.3亿立方米，当年完成工程建设投资14.05亿元，完成竣工验收项目39项。2009年，建设完成了下坂地水利枢纽、叶尔羌河中游渠首、和田河河道疏浚整治等重点工程，并全面启动“全流域水资源统一调度”管理工程，建成了全流域水量调度远程监控系统，并对流域上游水量调度实行“双指标”考核，以全面监督塔里木河流域各地州和新疆生产建设兵团沿途团场限额用水。

到2010年底，塔里木河流域近期综合治理项目共完成投资92.79亿元，占总投资的87%。博斯腾湖东泵站、下坂地水利枢纽等重点工程已相继建成，塔里木河流域全面实施了源流耗用水量和进入干流水量双指标控制，新设立了40个水量测验断面，对超计划用水行为采取关闸闭口、压闸减水等措施，加强水量调度和控制。同时还开展非汛期应急调水工作，并在2010年5月22日首次实现了非汛期干流水量到达塔里木河干流下游恰拉断面。塔里木河流域水资源统一管理得到加强，阿克苏河上的西大桥枢纽、拦河闸枢纽和塔河干流上的大西海子水库移交塔管局直接调度和管理。2011年，塔里木河流域近期综合治理进入收尾阶段，10年间累计完成投资102亿元。

2001年-2017年，新疆先后组织实施了17次向塔里木河下游的生态输水，累积输送生态水55亿多立方米，水头13次到达尾闾台特玛湖，结束了下游河道连续干涸近30年的历史，生态输水工作渐趋“常态化”。

2024年8月12日，新疆开启塔里木河第25次第二轮生态输水工作，本次输水计划持续60天，预计向塔里木河下游生态输水2亿—3亿立方米。9月，第25次塔里木河集中生态输水，通过大西海子水库泄洪闸向下游补水，已累计下泄水量1.05亿立方米，生态输水水头成功到达台特玛湖，再次实现塔里木河全线通水。

塔里木河流域在地域上包括塔里木盆地周边向中心聚流的九大水系114条源流和塔里木河干流，塔克拉玛干大沙漠及东部荒漠区。塔里木河流域是一个封闭的内陆水循环和水平衡的相对独立的水文区域。流域总面积达102万平方千米

塔里木河流域，包括5个地（州）（巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、喀什地区、克孜勒苏克尔克孜自治州、和田地区）的42个县（市）和4个兵团师（农一师、农二师、农三师、和田农垦管理局）的45（一说56个）个团场，流域内生活着人口逾1200多万人（2018年）（1998年统计，流域总人口为826万人，其中少数民族681万人，占总人口的82.5%）。是以维吾尔族为主体的多民族聚居区。与全国相比，南疆的国民经济发展总体水平还不高，2010年全流域还有近50万人没有脱贫，是中国最贫困的地区之一。

塔里木河流域，是新疆最早有人类活动的地区之一。考古证据表明，塔里木河下游区域，曾发现有为数甚多的石器时期遗物，如石斧、石刀、石锉、石矢、石镰等，磨制颇精的石器，以石英、碧玉和燧石为原料打制而成。在它们分布之地，还偶见有夹沙陶片，说明它们曾延续相当长的年代，其中的细石叶石器，是中国细石器文化中具有特征性的文物，与欧洲的几何形石器有显著区别。

由于仰韶温暖期的干暖气候，使罗布泊地区退出了部份水面，形成围绕大湖的绿色地带，为原始人类的生存提供了优越条件，并加速了在这一区域由以狩猎、渔猎、采集为主的经济向农业经济的转换。在西域时期，新疆南、北即有城国、行国之分，南部的城国即以农业为主。西汉时期，在西域都护府建立前，因政治上和军事上的需要，西汉政府即在塔里木河中游的渠犁（今尉犁）和轮台（今轮台）开渠引水屯田积谷，由此开始了新疆地区的屯田。随后，屯田逐步向塔里木河上游和下游推进。在楼兰附近，屯田发展到相当规模，更有敦煌人索励率酒泉、敦煌兵士千人，又召集鄯善、焉耆、龟兹兵士共3000人，横断注滨河（孔雀河下游），蓄水溉田，“大田三年，积粟百万，威服外国”（《水经注》）。2008年冬，罗布泊综合科学考察，对注滨城遗址和楼兰遗址东大面积屯田遗迹的发现，进一步证明了这段历史。

屯田的发展，不仅实现了戌边的初衷，也推动了新疆农业技术的进步，还带动了冶炼业、制造业、手工业等社会各业和水利事业的发展，由汉至唐，塔里木盆地社会、经济的发展上升到了一个相当高的水平。

处在东、西方交流中心的塔里木河流域，自古以来，即是一个多民族聚居的大舞台，民族迁徙和交往活动十分频繁，居民的种系族属和民族关系错综复杂，并由此创造了独具特色的西域文明。在塔里木河的养育下，频频经历了大分化、大融合的各民族，组成了和谐的大家庭，推动了社会、经济的持续发展。

盛名的丝绸之路联结了东、西方文明，也成为世界各大宗教重要传递通道。艰苦的生活环境，对大自然的缺乏认识，成为原始宗教的滋生基础，进而形成萨满教。随后，祆教（拜火教）、佛教、道教、摩尼教、景教（基督教一教派）、伊斯兰教相继传入，塔里木河流域先后成为我国佛教和伊斯兰教的大本营和圣地，库车、和田还分别成为大乘佛教和小乘佛教的中心，创造了具有重要影响的佛教文化和伊斯兰教文化。

新中国成立后，在“屯田戌边”的旗帜下，新疆生产建设兵团在本区域农业开发上，发挥了示范、带动作用，4个农业师、54个团场，成为塔里木河流域开发的一面旗帜。

流域东部巴音郭楞蒙古自治州境域早在西汉初期，西域36国就有若羌、且末、小宛、山国、乌垒、仑头、渠犁、焉耆、危须等11个“城国”和“行国”分立。公元前60年，西汉政府在乌垒（今自治州轮台县境内）设西域都护府。东汉永元三年（公元91年）东汉王朝时置西域长乐史于楼兰以统之。唐贞观二十二年（公元648年）唐置焉耆都护府。清置喀喇沙尔办事大臣，所属焉耆及库尔勒、布古尔实行伯克制。“丝绸之路”南道的卡墙（即且末县）、卡克里克（今州若羌县）隶属于阗办事大臣管辖。乾隆三十六年（公元1771年），土尔扈特及和硕特蒙部回归，乌纳恩苏珠克图盟旧土尔扈特部南路四旗五十四苏木和巴图色勒图盟和硕特中路三旗十一苏木共游牧于珠勒都斯，实行札萨克制，由喀喇沙尔办事大臣兼辖，伊犁将军节制。光绪八年（公元1884年），新疆建省后，设喀喇沙尔直隶厅，光绪二十五年升为焉耆府，先后管辖新平（今尉犁）、若羌、轮台三县。1949年成立焉耆专署。1954年设巴音郭楞蒙古自治州和库尔勒专署。1960年库尔勒专署并入巴音郭楞蒙古自治州，州府由焉耆迁址库尔勒。

巴州除农牧业发达外，石油石化、矿产、农副产品加工和绿色能源等产业占比较高。拥有全国三大气田之一的塔里木天然气田。出产驰名中外的新疆特色名牌产品“库尔勒香梨”。2017年，全州实现生产总值951.51亿元，其中：第一产业187.72亿元；第二产业477.50亿元；第三产业286.29亿元。人均生产总值67126元。2017年原油产量523.04万吨；天然气253.96亿立方米；原煤产量321.10万吨；发电量105.11亿千瓦时；水泥产量247.76万吨；钢材217.59万吨，全社会固定资产投资总额8929924万元，财政收入99.3368亿元，农牧民纯收入17705元。

阿克苏地区，阿克苏是“古丝绸之路”上的重要驿站，是西域古龟兹国、姑墨国所在地，公元前60年，西汉中央政府设立西域都护府，乾隆二十三年（1758年），清政府在此设置参赞大臣，冠名以“阿克苏”。

2017年实现阿克苏地区地区生产总值（GDP）921.11亿元（含一师），按可比价计算，比上年增长8.6%。其中，第一产业增加值244.14亿元；第二产业增加值335.05亿元；第三产业增加值341.92亿元。三次产业结构比为：26.51：36.37：37.12。2017年全地区城镇居民人均可支配收入28211元，比上年增长8.1%。农牧民人均纯收入10982元，比上年增长8.0%。

克孜勒苏克尔克孜自治州，秦汉以各个绿洲自为体系的从事定居农业的“城郭诸国”以及以从事游牧的“行国”逐步形成。境内的阿图什属疏勒国，阿克陶属桢中国，乌恰属捐毒国，阿合奇属尉头国。汉神爵二年（前60），统治西域的匈奴日逐王先贤掸率部归汉，汉朝政府设西域都护府以统之，从此克孜勒苏即正式划入汉朝版图。三国时期，州境隶属魏国。西晋时隶于西域长史府，东晋十六国时先后隶于前梁、前秦、后凉、西凉等政权。南北朝时隶于北朝，受辖于西戎校尉府。隋朝统一全国后，隶于隋朝，受西突厥王庭的统治。唐平息西突厥之乱后，在境内设蔚头州、疏勒都督府等地方建置，直接隶属于中央王朝陇右道所辖的安西都护府。宋、辽时期分属喀喇汗王朝和高昌政权，后为喀喇汗王朝所统一。13世纪又为西辽所统治。元统一后为察合台后王封地。明代始辖于别失八里的喀什噶尔，后又为叶尔羌汗国所统辖。清初为准噶尔汗国所统治。清建新疆省，属阿克苏道和喀什噶尔道。民国时期分属新疆省喀什行政区和阿克苏行政区。1954年克孜勒苏柯尔克孜自治州成立。

2016年克孜勒苏自治州地区生产总值100.99亿元，农牧民收入6001元，城镇居民收入24488元，农牧渔等实现产值32.81亿元。

和田地区古代有皮山、于阗、扜弥、渠勒、精绝、戎卢诸国。西汉置西域都护府，元寿元年（公元前2年）前后，汉朝向于阗、扜弥、精绝、皮山、渠勒、戎卢诸国国王、将佐按汉制封官、授汉印。汉代还在精绝设立禾府，管理屯垦事务。公元57年后，于阗国势转盛，邻近诸国皆服从。到魏晋时期，皮山、渠勒、戎卢、扜弥、精绝等城邦国被于阗兼并。从西汉开始历代中央王朝都在这里封王设官，进行有效管理。晋封于阗王为“晋守侍中”。唐设毗沙都督府，置十州。后晋册封李圣天为大宝于阗国国王。辽设于阗王府，宋册封于阗王为“归忠保顺石后鳞黑韩王”。元代为蒙古王封地，设宣慰使元帅府，元称于阗为斡端或忽炭。清置于阗于克里雅，遂有于阗（克里雅）与和田之称。1759年清设和阗办事大臣，受叶尔羌办事大臣节制。1865年阿古柏侵占和阗，1878年清军刘锦棠部收复和阗，光绪九年（1883年）设和阗直隶州。民国9年（公元1920年）设和阗道，民国17年（公元1928年）改为和阗行政区。1933年穆罕默德·伊敏暴乱，成立了“和阗伊斯兰共和国”，1934年为马虎山所破。1937年盛世才省军进驻和阗。民国32年（公元1943年）设行政督察专员公署。1949年12月22日和阗解放。1950年改称和阗专区，1959年改和阗为和田，1971年改专区为地区，1979年建立和田行政公署。和田是古代丝绸之路南道之重镇，是古代世界四大文明交流的枢纽。

2015年实现和田地区生产总值（GDP）233.86亿元，按可比价格计算，比2014年增长11.2%，增幅回落0.2个百分点。分三次产业看，第一产业完成60.32亿元，增长3.4%；第二产业完成39.05亿元，增长9.1%；第三产业完成134.49亿元，年农林牧渔业总产值129.12亿元，2015年工业增加值完成12.38亿元，2015年城镇居民人均可支配收入22468元，比上年增长11.5%。农牧民人均纯收入6098元公共财政预算收入18.61亿元。

喀什地区古代称疏勒、任汝、疏附，包括古代的疏勒（喀什市、疏附县、疏勒县、伽师县一带）、蒲犁（塔什库尔干）、莎车、依耐（英吉沙和阿克陶境内）、乌禾宅（塔什库尔干南部）、西夜（叶城）等诸国地。秦末汉初，属匈奴僮仆都尉管辖。汉武帝元狩四年（公元前119年），汉博望候张骞奉旨通西域时进驻疏勒，这里始为汉朝所控制。公元前60年，汉置西域都护府，喀什为西域的一部分。唐设喀什噶尔，为安西四镇之一。五代至宋，先后为喀喇汗王朝和西辽所管辖。喀喇汗王朝时期，曾以喀什噶尔为首府。成吉思汗西征后，属次子察合台太子的封地。清置喀什噶尔参赞大臣。光绪十年（1884年），置喀什噶尔道。民国年间改为喀什行政区、新疆第三（喀什）行政区、第十（莎车）行政区。解放后建立了喀什专区和莎车专区。1956年撤销莎车专区，并入喀什专区，1971年1月，喀什专区改为喀什地区。

2017年实现喀什地区生产总值848.2亿元。其中，第一产业增加值282.4亿元；第二产业增加值215.5亿元，其中工业增加值85.6亿元；第三产业增加值350.3亿元。第一产业增加值占地区生产值的比重为33.3%，第二产业增加值占地区生产值的比重为25.4%，第三产业增加值占地区生产值的比重为41.3%。人均生产总值18511元，增长5.6%。全年地方财政收入64.15亿元，城镇居民人均可支配收入24103元，农村居民人均可支配收入8013元，

1954年10月，中央政府命令驻新疆人民解放军第二、第六军大部，第五军大部，第二十二兵团全部，集体就地转业，脱离国防部队序列，组建“中国人民解放军新疆军区生产建设兵团”，接受新疆军区和中共中央新疆分局双重领导，其使命是劳武结合、屯垦戍边。兵团由此开始正规化国营农牧团场的建设，由原军队自给性生产转为企业化生产，并正式纳入国家计划。兵团下辖十四个师（市）。其中，一师地处天山山脉中段南麓、塔克拉玛干沙漠北缘的新疆阿克苏地区；二师位于天山南麓华夏第一州——新疆巴音郭楞蒙古自治州境内；三师分布于新疆喀什地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州所辖的14个县市境内。2017年，兵团生产总值2339.07亿元。全年人均生产总值80117元。

塔里木河流域位于新疆南部的塔里木盆地。塔里木盆地由天山，帕米尔高原、喀喇昆仑山、昆仑山和阿尔金山所环绕形成。流域四周高山环列，流域内高山、盆地相间，整个地势南高北低、西高东低。盆地边缘为一系列山麓石砾带，以下则是片状绿洲，中部为浩瀚的塔克拉马干沙漠。

地理形势

塔里木河流域环绕塔里木盆地。塔里木盆地是我国乃至世界最大的内陆盆地，四周是高山，北部为天山，南部有昆仑山和阿尔金山，西部为帕米尔高原，盆地中部是著名的塔克拉玛干大沙漠，远离海洋，形成封闭的自然环境。塔里木盆地东西长约1500千米，南北宽约600千米，整个地势南高北低、西高东低。盆地周边除东部较低，海拔高程为2000-3000米外，其他各山系海拔高程均在4000米以上，天山西部、帕米尔高原、昆仑山和喀喇昆仑山有许多海拔6000米以上的高峰。塔里木河流域地形地貌可分为高原山区，山前平原和沙漠区。由昆仑山、喀喇昆仑山、帕米尔高原和天山所组成的高原山区分布于塔里木盆地的南部、西南部和北部，是塔里木河源流的径流形成区。高山地带山势巍峨，陡峻，高峰林立，海拔高程均在2000米以上，5000米以上山峰常年积雪，有冰川发育。绿洲主要分布在山前平原区。山前平原上接低山丘陵，下抵沙漠边缘，从山区向盆地内倾斜，宽50-70千米，海拔高程都在2000米以下，一般为900-1200米，地形平缓，是农作物的主要产区和人类生存的基地，也是水资源的主要利用与消耗区。因受水源的制约，绿洲呈不连续分布。沙漠区位于盆地的底部和边缘，以塔克拉玛干沙漠为主，属于第四纪沉积物，物质组成为细砂和粉细砂，海拔高度为800-900米。地貌类型为新月形沙丘链，复合新月沙丘链，纵向沙垄与灌丛沙堆等。从沙漠边缘到腹地由固定，半固定沙丘过渡到流动沙丘，沙丘高度一般是5-10米。

水文气象

塔里木河流域远离海洋并被高山阻隔，形成了中纬度干旱区典型的大陆性暖温带气候。表现为干燥少雨、多风，蒸发强烈、年气温差较大，日照充足、热量丰富，年蒸发量高达1800-2900毫米，无霜期为190-220天；年日照时数在2550-3500小时。流域平均气温多大于10℃。冬寒夏热，夏季7月平均气温为20-30℃，冬季1月平均气温为-20-10℃。流域多风沙和浮尘天气，多年平均最大风速为17-35米/秒。因为远离海洋并被高山环绕，使整个流域降水稀少，降水量在地区分布上差异很大。塔里木河流域多年平均年降水量为1164.3亿立方米，占全新疆降水总量2573亿立方米的45.3%（而塔河流域面积占全新疆面积的60%），为典型的干旱少水地区。广大平原区域一般无降水径流发生，盆地中部有大面积荒漠无流区存在。降水量西部多于东部，北部多于南部，山地多于平原，整个流域多年平均年降水量为116.8毫米。受水汽条件和地理位置的影响，塔里木河流域“四源一干”多年平均降水量为236.7毫米，是流域中降水量较多的区域。降水量主要集中于春、夏两季，降水年内分配集中程度较高。

土壤植被

流域内土壤类型主要有绿洲潮土、风沙土、草甸土、盐土等。流域中心的风沙土面积最广，占流域面积的53%，其余为绿洲潮土、草甸土、盐土等。在塔里木沿河两岸还发育着胡杨林土，即林灌草甸土。塔里木河流域地处干旱地理环境，荒漠地带占统治地位，在中国植被分区中属荒漠、裸露荒漠带，植被有山地植被和平原区植被。流域林草总面积为2312.60万公顷，占全疆草地面积的41.7%，占流域土地总面积的22.48%，其中可利用草地面积1995.14万公顷，占全疆可利用草地面积的41.56%。林木覆盖率为5.6%，不含灌木林的覆盖率1.58%，远远低于全国的平均水平。干旱的大陆性气候，制约了森林植被的生长发育。平原区植被主要由不依赖天然降水的非地带性植被构成，多分布于地下水位较高的河漫滩、低阶地、湖滨和低洼地，主要依靠洪水漫溢或地下水维持生命，沿河形成断续的、宽窄不一的由乔、灌草组成的绿色植被带。沿塔河两岸集中分布着有名的胡杨林，它是亚洲乃至全世界罕见的干旱地区森林植被群落，它对调控维护干旱荒漠地区脆弱的生态系统平衡起着十分重要的作用。

塔里木河流域旅游资源非常丰富，除了全世界独一无二的神秘塔里木河以外，还有中国最大的内陆淡水湖博斯腾湖，著名的巴音布鲁克天鹅湖，素有“冰山之父”之称的慕士塔格峰与冰川，各具特色的公格尔山、慕士山与冰川等，举世闻名而又极具神秘色彩的盐泽罗布泊，世界第二大流动沙漠塔克拉玛干，还有驰名的阿尔金山自然保护区。塔里木河流域不仅有各种自然的奇观异景，而且还保留了大量的古代文明遗址，人文旅游资源极其丰富，堪称世界古文明的宝库。塔克拉玛干沙漠深处和周围，已发现古城遗址就四十余座。罗布沙漠中惊震世界的小河墓地，最早古墓距今3800多年，千余古墓延续了约3000年，堪称世界考古界最璀璨的奇葩。仅阿克苏境内古丝绸之路上，就有全国和自治区重点文物保护单位59处，如克孜尔千佛洞、龟兹古城、阿帕克霍加墓（香妃墓）、艾尕托儿清真寺、古楼兰城遗址等等。塔里木河流域探秘，应该是自驾车旅游的绝佳选择。

塔里木河流域是新疆矿产资源开发前景良好的区域之一，境内矿产种类齐全，含量丰富。探明储量大、有巨大开发前景的矿产资源主要有石油、天然气、蛭石、石棉、石灰岩、云母等。

1950年代到21世纪初，塔里木河流域的生态环境发生了较大的变化。塔河干流生态植被总体处于退化之中，其中以下游最为突出。胡杨林减少面积与20世纪70年代胡杨平均面积的比率，上、中、下游分别为48.7%、33.7%、87.7%。20世纪80年代以后，因为加强了管护，胡杨林面积在上中游有一定程度的恢复。现在塔河干流区的人工绿洲也不断扩大，所以，塔河上中游生态较好，而下游的自然绿洲衰减。由于塔里木河上、中、下游的水资源分配格局发生变化，导致上、中、下游胡杨林分布比例发生明显变化，尤其是下游胡杨林面积逐渐减少，林分质量下降，同时下游灌草植被面积大幅度减少，生态环境恶化。