鄯善縣位于天山東部南簏的吐魯番盆地東側，北與木壘縣、奇臺縣為鄰，東經七克臺鎮連接哈密市七角井鄉，西部吐峪溝蘇貝希村與吐魯番市勝金鄉接壤，南部經南湖戈壁至覺羅塔格與若羌縣、尉犁縣為界。全縣總面積39800平方公里，約占新疆總面積的2.5% 。鄯善縣地處亞洲腹部。由于遠離海洋，群山環繞，地貌復雜，形成了獨特的氣候。夏熱（7月平均氣溫29.2～33℃，曾出現過48℃高溫），冬冷（1月平均氣溫-10℃～11℃，最低氣溫出現過-28.7～-29.7℃），春旱干燥（年降水量為17.6～25.3毫米，但蒸發量極大，為2 751～3 216.6毫米），熱量豐富（≥10℃積溫為4 522.6～5 548.9℃），日照充足（日照時數2 900～3 100小時），晝夜溫差大（平均日較差14.3～15.9℃，最大可達17～26.6℃），無霜期長（192～224天）。對于棉花、葡萄和甜西瓜的生長發育極為有利，尤其是對提高葡萄、甜西瓜的品質更為突出。據含糖量的測定，葡萄23度以上，最高達31度；甜瓜12度以上，最高達18度，這就是鄯善的葡萄、甜瓜馳名中外的自然因素所在。
鄯善縣的土壤資源非常豐富，現有耕地、休閑地及農田四周的少數撂荒地共計47萬畝，約占全縣總面積的0.8%；可墾荒地90萬畝，約占全縣總面積的1.52%。
全縣土壤類型很多。農耕土壤主要是灌耕土，約有26.7萬畝，占農田的56.3%，全縣各鄉鎮均有分布。其次為灌淤土，約有8.2萬畝，占17.4%。潮土有9.5萬畝，占20.2%。風沙土、灌溉棕漠土等有2.88萬畝，占6.1%）。
鄯善縣地處吐魯番盆地東緣，由北往南隨著海撥 高度的不同，依次呈現出三種不同的自然風光，形成天山景區、火焰山景區、庫木塔格沙漠（沙山）景區。天山景區以牧場風光、高山湖泊、松林峽谷烘托于天山一帶。
火焰山景區從離縣城三十多公里的唐代赤亭起向西延伸，直達縣城以西五十多公里與吐魯番相連。火焰山因《西游記》而聞名中外，它將鄯善分為南北兩個綠洲帶。
在鄯善縣城南部地區，是神秘的庫木塔格沙漠（沙山）景區。庫木塔格沙漠區劃面積1880平方公里， 這片沙漠具有極為明顯的特點：一是沙漠的邊緣界線 非常清晰，其北部與辟展綠洲的邊界多年來變化不大，沒有明顯的向外擴展的趨向，一線之隔，一邊是大漠風光，沙潮起伏，一邊卻是江南秀色，小橋流水，綠樹成蔭；二是庫木塔格沙漠的風沙地貌美型齊全，面積雖不很大，但是代表了新疆各大沙漠的風沙堆積地貌類型，而且，這些風沙地貌類型也基本上包括了世界主要沙漠區的風沙沉積地貌類型。如果要看到這樣齊全的風沙地貌類型，至少要花幾個星期，行程數千公里，深入塔克拉瑪干沙漠腹地才能做到，而在庫木塔格沙漠僅需2--3天，行程數十公里便可飽覽無余；三是沙漠周圍還有極為豐富的自然景觀和人文景觀，都可以向世人展示干旱地區的獨特風貌。
在縣城南2公里處庫木塔格沙漠的邊緣， 鄯善縣從90年開始投資建設了一座沙山公園，公園總面積13萬平方米，全園為沙漠游覽區和綠洲游覽區，集沙漠的神奇浩翰與江南秀色于一體。公園建成以來，每年接待游客５萬人次以上。
庫木塔格沙漠以其獨特的資源優勢和廣闊的發展前景，在旅游市場上有著極大的影響力和吸引力，目前，鄯善縣正在積極努力申報將庫木塔格沙漠景區定為國家級風景名勝區。庫木塔格沙漠將是我國第一個以沙漠地質地貌為主體景觀的風景名勝區，將為多層 次旅游者提供獨具特色的科研、觀光、休閑、保健、探險、體育、訪古等多種類型的旅游活動。
