克拉瑪依市位于新疆維吾爾自治區(qū)西北部，東經(jīng)80°44′-86°1′、北緯44°7′-46°8′。東北與和布克賽爾蒙古自治縣相鄰，東南與沙灣縣相接，西部與托里縣和烏蘇縣毗連，南邊奎屯市把獨山子區(qū)隔開（距市區(qū)150千米，使這個區(qū)成為克拉瑪依市的一塊飛地）。市域東西最寬距離110.3千米， 南北最長距離240.3千米，總面積7734平方千米。總?cè)丝?0萬人（2012年）。有漢、維吾爾、哈薩克、回、蒙等。全市轄4個市轄區(qū)：獨山子區(qū)、克拉瑪依區(qū)、白堿灘區(qū)、烏爾禾區(qū)。市政府駐克拉瑪依區(qū)，距新疆首府烏魯木齊公路里程313千米，飛機航程280千米。
地處準噶爾盆地西北緣，西北傍加依爾山，南依天山北麓，東瀕古爾班通古特沙漠北部。地形呈斜條狀，南北長，東西窄，西北高，東南低，絕大部分地區(qū)為戈壁灘，在海拔500米以下。平均海拔400米左右，最低點在艾里克湖，海拔250米左右；獨山子山海拔1283米，為境內(nèi)最高山峰。市區(qū)西部有加依爾山、青克斯山；北邊有阿拉特山；中部、東部地形開闊平坦，向準噶爾盆地中心傾斜；南部獨山子海拔1283米。主要河流有白楊河、克拉蘇河、達爾布圖河、瑪納斯河，獨山子有奎屯河。湖泊有艾里克湖。屬典型大陸性氣候，干旱少雨、春秋多風(fēng)，年平均氣溫8.1℃，7月平均氣溫27.6℃，1月平均為-16.3℃，年平均降水量108.9毫米，年平均蒸發(fā)量達3008.9毫米，無霜期225天，平均日照時數(shù)2705.6小時。
克拉瑪依市是我國重要的石油工業(yè)生產(chǎn)基地之一，也是一座新興的現(xiàn)代化石油工業(yè)城市。工業(yè)產(chǎn)品有原油、石油產(chǎn)品和石化產(chǎn)品，其中原油產(chǎn)量占全疆產(chǎn)油量的1/2。北疆鐵路、烏奎高速公路、312國道橫穿獨山子區(qū)之北，217國道縱貫全境，東翼201省道直達首府烏魯木齊市，西翼221省道直通塔城。有航班直飛烏魯木齊。旅游資源有烏爾禾風(fēng)城（魔鬼城）、黑油山、西部戈壁公園風(fēng)景名勝區(qū)、九龍?zhí)讹L(fēng)景區(qū)、白楊林大峽谷、礦史陳列館、克拉瑪依一號井等。