位置境域
克孜勒苏柯尔克孜自治州位于新疆维吾尔自治区西南部，地处北纬37°41'28”～41°49'41”、东经73°26'05”～78°59'02”之间，地跨天山山脉西南部、帕米尔高原东部、昆仑山北坡和塔里木盆地西北缘，自治州北部和西部分别与吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦两国接壤，边境线长达1195千米。东部与阿克苏地区相连，南部与喀什地区毗邻，全州东西长约500千米，南北宽约140千米，面积7.25万平方千米。
地形地貌
克孜勒苏柯尔克孜自治州地处帕米尔高原上。帕米尔高原寒武纪时期隆起，华里西时期断裂，并发生剧烈升降，形成凹陷和褶皱。地质结构复杂，主要为新生界第四系地层。自治州境内多山，山地占全州总面积的90%以上。地势由东南向西北呈梯状上升，东南部为塔里木盆地边缘绿洲和喀什噶尔平原，最低处海拔1197米，北部、西北部为天山南脉和帕米尔高原，最高处海拔7719米，相对高差6522米。山地以克孜勒苏河为界，从乌恰县的北部、阿图什市北部直至阿合奇县全境，为天山南麓；克孜勒苏河以南，从乌恰县西南部直到阿克陶县西部为帕米尔高原和昆仑山山区。
克孜勒苏柯尔克孜自治州以克孜勒苏河为界，克孜勒苏河以北从乌恰北部、阿图什市的北部直到阿合奇县全境，为天山南麓；克孜勒苏河以南，由北向南包括乌恰县西南部和阿克陶县西南部绝大部分山区，为帕米尔高原和西昆仑山区。境内的“冰山之父”慕士塔格峰海拔7546米，公格尔峰海拔7719米，为自治州最高点。自治州境内海拔5000米以上的高山有16座，山顶终年积雪，最厚处达100多米。山间遍布冰川，主要冰川有20多片，总面积达1 960.8平方千米。
克孜勒苏柯尔克孜自治州主要平原有阿图什市的恰克玛克～博古孜河中下游冲积平原、阿克陶县的帕米尔山前冲积扇平原、盖孜河～库山河三角洲平原。主要盆地有阿图什市的哈拉峻、吐古买提盆地和乌恰县的黑孜苇盆地。主要谷地有阿合奇县的托什干谷地、阿图什市的上阿图什谷地、阿克陶县的苏巴什谷地和木吉谷地等。这些平原、盆地和谷地，一般在海拔1200～3500米之间，为自治州主要的农牧业区。
气候特征
克孜勒苏柯尔克孜自治州气候属典型的温带大陆气候，其特点是光照充足，干旱少雨，冬季寒冷，夏季炎热，春秋季短促，且气温多变。气候差异极大，垂直反应明显。既有终年永冻的寒冷高山带，又有夏季酷炎的平原区；既有终年不化的冰雪降水带，又有干旱无雨的久旱区。相对温差达16.6℃。
克孜勒苏柯尔克孜自治州总辐射130-140千卡/立方米，高于全国同纬度地区。全年日照时数2700-3000小时，日照百分率62-68%。平原全年积温4100-4700°C，适合各类作物及树木生长；山地半农牧区为2400-2500°C，仅能满足牧草麦类作物及林木生长。平原年平均气温11.2-12.9°C，气温日较差12°C。
水文特征
克孜勒苏柯尔克孜自治州境内沟壑交错、河流纵横，由东北向西南分布有托什干河、博古孜河、恰克玛克河、克孜勒苏河、盖孜河、库山河、叶尔羌河等七大水系。
除上述七大水系外，自治州南部还有艾格孜牙、且木干、铁列克、克孜勒治业克等大小河流100余条。这些河流大都为内陆河。
克孜勒苏柯尔克孜自治州共有天然湖泊18处、35个，其中淡水湖多集中于阿克陶县的布伦口、苏巴什一带，最大的为布伦库勒湖、喀拉库勒湖。阿合奇县西北部山区也有少量淡水湖。淡水湖多为高山湖泊，一般海拔都在3000米以上，另外还有部分冰湖。咸水湖（盐湖）多分布于阿图什市北部盆地，最大的为硝尔库勒和吐孜苏盖特盐湖。