新疆地势总体格局是“三山夹两盆”，从北往南依次是：阿尔泰山脉、准噶尔盆地、天山山脉、塔里木盆地、昆仑山脉。

汉朝时的西域都护府，比现在的新疆大，如今三山只有昆仑山脉全部在我国，阿尔泰山脉和天山山脉还覆盖蒙古国、俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦等国部分区域。

【阿尔泰山脉】

阿尔泰山脉北接西萨彦岭，南侧是准噶尔盆地，是西伯利亚与南方干旱地区的自然分界，跨越中国、俄罗斯、蒙古国、哈萨克斯坦四国，呈西北-东南走向，长2000多千米。

阿尔泰山脉西北部山体较宽，愈向东南愈狭窄，主要山脊海拔在3000米以上，最高峰为别卢哈山，海拔约4506米，较高的山峰还有友谊峰（4374米）、奎屯峰（4082米）等。

图-别卢哈山

阿尔泰山脉古代也是漠北与西域的分界线，匈奴、鲜卑、突厥、蒙古向西扩张时，必然翻越阿尔泰山脉，柔然、哈萨克等也在此游牧。

图-塔弯博格多

戈壁阿尔泰山，是阿尔泰山脉的支脉，呈西北-东南走向，由断续分布的山岭组成，长500多千米。戈壁阿尔泰山海拔多在2000-3000米之间，最高峰为伊赫博格多山，海拔3790米。

【天山山脉】

天山山脉地处亚欧大陆腹地，是全球距离海洋最远的山脉，呈东西走向，由若干大致东西平行的山脉组成，南北宽250-350千米，最宽处约800千米，绵延约2500千米。

天山山脉跨越中国、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦四国，面积57万余平方千米。

天山山脉包括一系列大致东西平行的山脉，分为北天山、中天山、南天山，最高峰为中部的托木尔峰，海拔约7443米，第二高峰汗腾格里峰相距不远，海拔6995米。

图-托木尔峰

北天山长约1300千米，分为东西两段。西段包括阿拉套山、科古琴山、婆罗科努山、依连哈比尔尕山、天格尔山等，平均海拔4000-5000米；东段包括博格达山、巴里坤山、喀尔里克山、梅欣乌拉山等，平均海拔3000-4000米，博格达山是天山山脉东部最高峰，海拔5445米。

中天山长约800千米，自西向东主要有乌孙山、比奇克山、那拉提山、额尔宾山、阿拉沟山、觉罗塔格等，一般海拔3000米。

南天山西起克孜勒苏河源，东到罗布泊以北，长1100多千米。汗腾格里山以西称天山南脉，包括阿赖山、科克同套山、麦丹他乌山、阔克沙勒山；汗腾格里山以东，从西向东依次为哈尔克他乌山、科克铁克山、霍拉山、库鲁克塔格山等。南天山以托木尔-汗腾格里山最为高峻,一般超过海拔5000米。由此向东山势有所下降，平均海拔4000米左右，库尔勒以东大部分山地都在海拔2000米以下，最东段实际上为岗丘带。

天山山脉山体之间夹有许多宽谷与盆地，面积较大的有伊犁谷地、尤尔都斯盆地、焉耆盆地、吐鲁番-哈密盆地、巴里坤盆地、拜城盆地等。

【昆仑山脉】

昆仑山脉，东起阿尼玛卿山西侧，西至帕米尔高原东侧，东西长约2500千米，南北宽130-200公里，面积60多万平方千米。

昆仑山脉西高东低，按地势分西、中、东3段：西昆仑山平均海拔为5500-6 000米，海拔7000以上的山峰有3座，6000米以上的山峰有7座；中昆仑山平均海拔5000-5500米，海拔6000米以上的山峰有8座；东昆仑山平均海拔4500-5000米，海拔6 000米以上的山峰有4座。

昆仑山是“万山之祖”， 昆仑山脉中段北麓出产美玉，《千字文》提到“玉出昆岗”。

《山海经·海内西经》：“昆仑之虚，方八百里，高万仞，百神之所在。”

《穆天子传》：天子（周穆王）见西王母于昆仑丘，至群玉之山，天下高山尽收眼里。

【西域都护府】

西汉宣帝命郑吉兼护车师以西北道（西域北道），在乌垒城（新疆巴音郭楞轮台县城东南）设立幕府，镇抚西域诸国，称为西域都护（官职三品），主掌西域军政，其他屯田校尉都属西域都护管辖。

西域都护官职与郡太守相当，管辖的范围却远胜各郡，控制的军队更是达到控弦三十万骑。西域都护府管辖范围，含怱岭东西、天山南北共四十八国，包括乌孙、大宛、龟兹等大国，完全断匈奴右臂。西域的军队，光是乌孙就控弦十八万八千八百骑，总计约三十万骑，此后汉朝频繁调动西域各国大军，北匈奴郅支单于就是在西域联军围攻下灭亡的。