乌恰县位干天山南麓与昆仑山的结合部。东与阿图什市、疏附县毗邻，南与阿克陶县接壤，西北与吉尔吉斯斯坦交界（边境线长410公里）。东西长180公里，南北宽160公里，总面积1.79万平方公里。县城距乌鲁木齐市1527公里。乌恰县属温带干旱气候区。年平均气温6.8℃，极端最高气温34.7℃，极端最低气温-29.9℃。年平均日照时数2797.2小时，≥10℃的积温2529.3℃，无霜期138天。年平均降水量163毫米，年平均蒸发量2564.9毫米。