塔里木河流域位于新疆南部，在天山山脉和昆仑山山脉之间的塔里木盆地，东西长1100千米，南北宽600千米，是世界上最大的内陆河，从源流--叶尔羌河算起，到塔里木河尾闾--台特马湖，全长2400千米，集水总面积达105万平方千米，其中，沙漠面积37.04万平方千米。
    塔里木盆地属典型的温带干旱大陆性气候，光热资源十分丰富，流域内干燥多风，日温差大，降水稀少，蒸发强烈。由于四周环围高山，发源于高原山区的140多条大小河流呈向心分布汇集盆地，大多数小河出山后就消耗散失山前绿洲和广阔的沙漠地区。历史上的塔里木河流域几乎包括整个盆地，有发源于天山的阿克苏河、渭干河、开都河一孔雀河，发源于昆仑山的叶尔羌河、和田河和克里雅河，以及发源于西天山和帕米尔高原的喀什噶尔河，还有发源于阿尔金山的车尔臣河等，在山前形成众多的冲洪积扇和河流冲积平原，从北、西、南向塔克拉玛干沙漠北部汇流，形成东西向的塔里木河及其南北阔达130千米的冲积平原，最终向东南汇注台特马湖，人罗布泊洼地。根据这些河流统计，塔里木河流域水资源总量达429亿立方米，其中，地表水资源量为398.3亿立方千米，地下水资源量为30.7亿立方千米。
    塔里木河流域地域广大，漫长的历史进程形成流域内独特而美丽的自然景观：博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖，镶嵌在流域的东北角，碧波荡漾；塔里木河是我国最长的内陆河，目前仍保留着世界上面积最大、分布最密集的天然胡杨林区；塔克拉玛干沙漠位于流域中部，是我国最大、世界第二大的流动沙漠；还有天山上的天鹅保护区以及处于流域东部神秘的罗布泊洼地等等。塔里木流域历史悠久。早在几千年前，人类就已在河流下游逐水草而居。人类长期活动造就了流域内丰富的人文景观；主要有从焉耆至喀什长1000多千米的古丝绸之路南道、古楼兰遗址、库车县境内克孜尔尕哈千佛洞、喀什市香妃墓以及千百年来少数民族形成风格各异的民风、习俗等。此外还有解放以来，新建成的横亘塔克拉玛干沙漠的沙漠石油公路和我国第四大灌区‘叶尔羌河灌区，蔚为壮观。
    塔里木河被南疆人民称为“母亲河”，它的兴衰关系到整个塔里木盆地的生存与发展。因为它是保护塔里木盆地北缘重要城镇和绿洲的绿色屏障，是内地通往新疆重要战略要道的绿色走廊，是南疆西水东输、维系塔里木盆地东部生态环境的惟一输水通道，也是我国石油、天然气新的能源接替基地和西气东输的重要气源地。