克孜勒蘇柯爾克孜自治州位于新疆維吾爾自治區西部,地處北緯37°41'28”~41°49'41”、東經73°26'05”~78°59'02”之間。地跨天山山脈西南部、帕米爾高原東部、昆侖山北坡和塔里木盆地西北緣。自治州北部和西部分別與吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦兩國接壤,邊境線長達1195多千米;東部與阿克蘇地區相連;南部與喀什地區毗鄰。全州東西長約500千米、南北寬約140千米,面積7.25萬平方千米。
克孜勒蘇柯爾克孜自治州主要地貌類型有:山地、河谷、盆地、平原、沙漠、戈壁、冰川等。該州地處年輕的帕米爾高原上,帕米爾高原寒武紀時期隆起,華里西時期斷裂,并發生劇烈升降,形成拗陷和褶皺。地質結構復雜,主要為新生界第四系地層。自治州境內多山,山地占全州總面積的90%以上。境內群山起伏,高峰林立,山頂常年戴雪,積雪厚度達百米以上;山間分布著條條冰川,并有冰洞、冰舌、冰斗、冰湖等分布。
自治州地處中緯度歐亞大陸中心,屬暖溫帶大陸氣候。平原地區日照充足,四季分明,干旱少雨,溫差較大。春季升溫快,天氣多變,多風,多浮塵;夏季炎熱;秋季涼爽,降溫迅速;冬季寒冷,多晴日。山區氣候寒冷,熱量不足,降水不均,積雪不穩,四季不明,冬季漫長,一年內僅有冷暖之分。
自治州雖地處溫帶,但地形復雜,氣候垂直反應迅速,地帶性明顯。平原區為暖溫帶,最冷月平均氣溫-6.3~10.9℃,無霜期200~240天,年平均降水70~120毫米,具有發展種植業和林果、園藝業的特殊優勢。
境內溝壑交錯、河流縱橫,由東北向西南分布有托什干河、博古孜河、恰克瑪克河、克孜勒蘇河、蓋孜河、庫山河、葉爾羌河等七大水系。
除上述七大水系外,自治州南部還有艾格孜牙、且木干、鐵列克、克孜勒治業克等大小河流100余條。這些河流大都為內陸河。
共有天然湖泊18處、35個,其中淡水湖多集中于阿克陶縣的布倫口、蘇巴什一帶,最大的為布倫庫勒湖、喀拉庫勒湖。阿合奇縣西北部山區也有少量淡水湖。淡水湖多為高山湖泊,一般海拔都在3000米以上,另外還有部分冰湖。咸水湖(鹽湖)多分布于阿圖什市北部盆地,最大的為硝爾庫勒和吐孜蘇蓋特鹽湖。
自治州礦產豐富,主要分布于廣大山區。金屬礦有金、銀、銅、鐵、錳、鉻、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、鎢、鋁、鉬、釩、鈦、鋰、鈹、鈮、鉭、等;燃料礦有煤、石油等;建材礦上,鹽、芒硝的儲量也相當豐富。另外尚有珍貴稀有礦冰洲石、綠柱石等寶石礦。
克孜勒蘇柯爾克孜土地總面積為7.09萬平方公里,平原占10%,山地占90%,山多平原少,人口密度4.5人/平方公里。全州有耕地61.61萬畝,農村人均耕地1.84畝,低于全區平均水平,多為低產田。全州共有可開墾利用荒地資源170萬畝,內可開墾荒地資源30萬畝。
自治州境內地表水年徑流量約79.62億立方米,占全新疆地表水徑流量的10%;地下水儲量23億立方米。自治州水能資源居南疆之冠,僅七大河流理論水能量就達747.46萬千瓦,占全新疆水能資源的22.3%,發展水電事業潛力很大。
自治州的阿圖什市、阿克陶縣是有名的瓜果之鄉。地方優質品種主要有無花果、葡萄、杏、石榴、桃、梨、沙棗、巴旦木等,瓜類主要有甜瓜、西瓜等。無花果是阿圖什市的特產,已譽滿天山南北,阿圖什被稱作“無花果之鄉”。無花果為稀有果品,甜美可口、營養豐富。
阿圖什葡萄品種較多,以“木納格”葡萄最為有名,其最大特點是易于長期存放,不需任何保鮮措施即可保鮮到來年3~4月份。“喀拉庫賽”甜瓜肉厚質細,甜而香脆,已遠銷到國內各大城市及香港等地。杏的品種較多,產量也較高,以阿圖什市上阿圖什鄉的“胡苑乃克”杏和阿克陶縣巴仁鄉的“巴仁”杏最佳。杏脯、杏干、杏子醬有較好的銷路和市場,為自治州的一大特產。
草場廣闊牧草資源豐富,種類繁多,發展高山草原畜牧業有一定的潛力。中草藥資源主要有甘草、紫草、雪蓮等。野生動物資源豐富,有不少珍稀動物,如雪豹、雪雞、猞猁、天鵝、疣鼻雕等國家保護動物40多種。
克州年總輻射130—140千卡/CM3,高于全國同緯度地區。全年日照時數2700-3000小時,日照百分率62-68%。平原全年積溫4100-4700°C,適合各類作物及樹木生長;山地半農牧區為2400-2500°C,僅能滿足牧草麥類作物及林木生長。平原年平均氣溫11.2-12.9°C,氣溫日較差12°C。