新疆的省会城市是乌鲁木齐。乌鲁木齐，通称乌市，旧称迪化，新疆维吾尔自治区辖地级市、首府，国务院批复确定的中国西北地区重要的中心城市和面向中亚西亚的国际商贸中心。截至2019年，全市辖7个区、1个县，总面积14369万人。2020年，乌鲁木齐市实现地区生产总值（GDP）333726平方千米。总面积15千米处，最南点抵阿拉沟以南夏格泽山脊，南北最宽处约153千米；市境最东点在高崖子牧场东边石窑子艾肯沟内，最西点在胜利达坂以西的天格尔山脊，东西最长约190千米。海拔580米-920米。自然坡度12‰-15‰。
乌鲁木齐地势起伏悬殊，山地面积广大。南部、东北部高，中部、北部低。最高点天山博格达峰顶，海拔5445米；最低处在猛进水库的大渠南侧，海拔4904米。山地面积占总面积50%以上，北部冲积平原不及总面积的1/10，市区平均海拔800米。
乌鲁木齐市区三面环山，北部平原开阔。东部有博达山、喀拉塔格山、东山；西部有喀拉扎山、西山；南部有伊连哈比尔尕山东段（天格尔山）、土格达坂塔格等。辖区地势由东南向西北降低，大致分为三个梯级：第一级为山地，海拔2500-3000米或更高；第二级为山间盆地与丘陵，海拔1000-2000米；第三级为平原，海拔在600米以下。
气候
乌鲁木齐是世界上离海洋最远的城市，属中温带大陆性干旱气候，最热的是7、8月，平均气温252℃。
乌鲁木齐春天来得迟，北郊一带3月26日步入春天；市区要晚两个星期，到4月8日春天来临；南郊还要迟十几天，4月20日左右山前才见绿波。每年从6月上旬起，乌鲁木齐之春自北而南相继结束。春雨占全年降水的40%左右，对春播及旱地作物十分有利。
夏季的乌鲁木齐城郊山区山花烂漫，市区林带茂盛；北郊的夏季，才62天；而南山牧场却没有真正的夏天，春秋相连。乌鲁木齐夏天热而不闷，昼夜温差大，城区夏季平均气温为23℃。
乌鲁木齐的秋天从每年8月24日开始。北部平原推迟10天，入秋后，天气环境比较稳定，天气不冷不热，温和宜人。9月下旬以后，冷空气频频袭来，气温下降迅速。10月份昼夜温差增大。当地民谣中有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的说法。
乌鲁木齐城区的冬天，每年从11月3日到次年4月8日长达150天。乌鲁木齐市三面环山，北部好似一个朝向准噶尔盆地的喇叭口。由于天山屏障，冷空气往往滞留在盆地内。南郊山前丘陵却有一条“暖带”，一月份气温要比市区高4、5度。这种独特的冬季气候条件，适应进行大棚蔬菜生产，而且南郊积雪长达175天。
水文
乌鲁木齐地表水水质较好，河流均系内陆河，河道短而分散，源于山区，以冰雪融水补给为主，水位季节变化大，散失于绿洲或平原水库中。乌鲁木齐地区共有河流46条，分别属于乌鲁木齐河、头屯河、白杨河、阿拉沟、柴窝堡湖5个水系。
水资源是地处内陆干旱区的乌鲁木齐最宝贵的资源。乌鲁木齐存在着冰川融水、地表径流和地下径流等不同形态的水资源，降水是水资源的补给来源，降水的变化直接影响水资源的变化。2012年，水资源总量为9198亿立方米，地下水资源量为09亿立方米，平均消融量1.23亿立方米。
