克拉瑪依屬於北疆。按區域劃分，以天山爲界分南北疆，克拉瑪依位於天山以北，屬於北疆地區。地處準噶爾盆地西部。西北傍加依爾山，南依天山北麓，東瀕古爾班通古特沙漠。北部、東北部與和布克賽爾蒙古自治縣相接，西南與托裏縣爲鄰，南面與烏蘇縣、沙灣縣接壤。中部、東部地勢開闊平坦，向準噶爾盆地中心傾斜。
