克拉瑪依市位於準噶爾盆地西北緣，加依爾山南麓，地處東經八十度四十四分至八十六度一分,北緯四十四度七分至四十六度八分之間。東北與和布克賽爾蒙古自治縣相鄰，東南與沙灣縣相接，西部與托裏縣和烏蘇縣毗連，南邊奎屯市把獨山子區隔開,使這個區成爲克拉瑪依市的一塊飛地。市區距烏魯木齊公路里程312千米,直線距離280千米。距北京公路里程4086千米,直線距離2600千米。市域東南最寬距離110、3千米, 南北最長距離240.3千米,呈斜條狀，總面積9500平方千米，海拔高度在於250至500米之間。
