喀什地区深居欧亚大陆中部 ，中国新疆西南部。东临塔克拉玛干大沙漠 ，东北与柯坪县 、阿瓦提县相连，西北与阿图什市 、乌恰县和阿克陶县相连 ，东南与皮山县相连 ，西部与塔吉克斯坦相连，西南与阿富汗、巴基斯坦接壤 。边境线总长888千米 。周边邻近国家还有吉尔吉斯斯坦 、乌兹别克斯坦 、印度3个国家。全区总面积16.2万平方千米 ，东西宽约750千米 ，南北长535千米 。
喀什地区三面环山，一面敞开，北有天山南脉横卧 ，西有帕米尔高原耸立 ，南部是喀喇昆仑山，东部为塔克拉玛干大沙漠 。诸山和沙漠环绕的叶尔羌河、喀什噶尔河冲积平原犹如绿色的宝石镶嵌其中。
整个地势由西南向东北倾斜 。地貌轮廓是由稳定的塔里木盆地 、天山 、昆仑山地槽褶皱带为主的构造单元组成 。印度洋的湿润气流难以到达 ，北冰洋的寒冷气流也较难穿透 ，造成喀什地区干旱炎热的暖温带的荒漠景观。而山区的冰雪融水给绿洲的开发创造了条件，形成较集中的喀什噶尔和叶尔羌河两大著名绿洲。境内最高的乔戈里峰海拔8611米 ，最低处塔克拉玛干大沙漠海拔1100米 ，喀什市城区的平均海拔高度1289米 。
喀什地区处在中亚腹部，受地理环境的制约 ，属暖温带大陆性干旱气候带 。境内四季分明、光照长、气温年和日变化大 ，降水稀少，蒸发旺盛。夏季炎热 ，但酷暑期短；冬无严寒 ，但低温期长；春夏多大风 、沙暴 、浮尘天气 。
因地形复杂，气候差异较大，大体可分为5个区：
一、喀什平原气候区 。包括喀什北部 、中部广大冲积平原地区 ，年平均气温在11.4℃至11.7℃ ，年降水量39至664毫米，春夏秋冬四季分明。气温年变化和日变化大 ，降水变化显著 。日照长 ，蒸发强，气候干燥 。冬季低温期长 ，夏季长而炎热。春季升温快 ，常有倒春寒；秋季短促，降温迅速 。春季多大风 、沙暴 。浮尘日数频繁。
二、沙漠荒漠气候区 。喀什南部 、麦盖提东部和叶城东北部 ，属塔克拉玛干沙漠荒漠区 。大陆性气候极显著 ，年平均气温在11℃以上，冬季寒冷 ，夏季酷热 ，冷暖变化剧烈。降水稀少，气候干燥，年降水量在40毫米以下。风沙多 ，日照强 。
三 、山地丘陵气候区 。叶城中部 ，巴楚和伽师北部，疏附、英吉沙和莎车西部海拔 1500至3000米处山区丘陵地带。年平均气温在11℃以下 ，冬季较长 ，夏季短促，年降水量在70毫米以上 ，主要集中在夏季 ，时有大雨甚至暴雨山洪发生 。山区河谷地带气候适宜，夏季温热 ，冬季偏暖 。
四 、帕米尔高原气候区。主要是塔什库尔干塔吉克自治县 。年平均气温在5℃以下 ，冬季漫长寒冷，夏季温和 。降水较少 ，主要集中在春夏两季。大风日数多 ，光照充足，辐射强，天气晴朗 。
五 、昆仑山气候区 。主要包括塔什库尔干塔吉克自治县南部和叶城县南部。年平均气温在5℃以下 ，山峰终年积雪 ，气候严寒，空气干燥 ，低压缺氧 ，风大雪多，天气多变 。全年可分为冷暖两季 。?