吐鲁番盆地是新疆天山东部南坡的一个山间盆地，范围以吐鲁番市为主，50140平方千米。“吐鲁番”是维吾尔语“低地”的意思。

吐鲁番盆地是一个典型的地堑盆地。吐鲁番地区是天山东部的一个东西横置的形如橄榄状的山间盆地，四面环山。 盆地西起阿拉山沟口，东至七角井峡谷西口，东西长245公里。北部为博格达山山麓。南抵库鲁塔格山，南北宽约75公里。

吐鲁番盆地北缘的博格达山急剧上升，而盆地南北缘的库鲁克塔格山上升幅度较小，两山之间断裂陷落，最终形成了北高南低、西宽东窄的不对称盆地。中部有火焰山和博尔托乌拉山余脉横穿境内，把本地区分成南、北两半。

盆底艾丁湖水面，低于海平面154米，是中国最低的盆地，在世界上也仅次于低于海平面391米的约旦死海，为世界第二低地。鸟瞰吐鲁番盆地，可以清楚地看到，它以艾丁湖为中心，呈环状分布的地形，由三个环带组成。