西域地方广大，东西六千余里，南北四千余里，东接河西走廊，西达波斯高原。西域南北皆有大山，中央有河。

抛开其他地方不说，仅天山山脉，东西绵延近两千里，南北也有数百里，山势雄伟，原始森林遮天蔽日。群山之巅上的冰峰雪岭如白玉屏风般横耸天际，每到春暖之时山雪融化，滔滔洪流，奔腾泻下，灌溉大小绿洲。

西域除了高山，便是沙漠，其中塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠，是西域人的噩梦。塔里木盆地按逆时针方向，由天山山脉、帕米尔高原、昆仑山脉、阿尔金山围成。塔里木盆地呈椭圆形，东西最长约1500千米，南北最宽约600千米，总面积约53万平方千米。塔里木盆地海拔高度在800至1300米之间，地势西高东低，东部盐泽（蒲昌海、罗布泊）是盆地最低处，也是积盐中心，海拔约780米。

塔里木盆地的边缘为山麓、戈壁和绿洲（冲积平原），中部是塔克拉玛干沙漠，这里是世界上距离海洋最远的地方。由于塔里木盆地高山环绕，海洋的湿润气流很难到达，盆地年降雨量极少，塔克拉玛干沙漠几乎终年不雨。

塔克拉玛干沙漠是世界第十大沙漠，东西最长约1000千米，南北最宽约400千米，面积约33万平方千米。

清朝历史地理学家顾祖禹曾写道：欲保秦陇，必固河西；欲固河西，必斥西域。意思是若想要保住秦陇，必稳固河西，想要稳固河西，必须开拓西域。