塔裡木河，全長約2179公裡，是我國最長的內陸河，也是世界上第五大內陸河，高空下的塔裡木河猶如月牙一般環繞著塔克拉瑪幹沙漠，南疆地區的大小綠洲幾乎都受到了塔裡木河的滋養與灌溉。
塔裡木在維吾爾語中是「無疆之馬」的意思，位於塔裡木盆地的北部，沿著塔克拉瑪幹沙漠北部邊緣迂迴注入了臺特馬湖。
塔裡木河發源於天山山脈和喀喇崑崙山脈，由上遊支流葉爾羌河、喀什噶爾河、和田河以及阿克蘇河，在阿瓦提縣內匯聚而成。
塔裡木河主幹河段長約1249公裡，最早的時候曾注入羅布泊，後來由於河流水量逐漸減少，河道搖擺不穩定，最終改道向南流入了若羌縣特馬湖，這也漸漸導致了羅布泊的乾涸與消失。
塔裡木河上遊河水主要來自冰川積雪以及雨季降水，歷史上曾有九大水系匯入主河道，流域總面積達到了102萬平方公裡，整個南疆地區都處在它的滋養下。
然而，在上世紀50年代，由於自然因素以及人為水利開發，塔裡木河的支流水源僅縮減為阿克蘇河、和田河、葉爾羌河、開都孔雀河這4條河流。
曾經的喀什噶爾河也已經被人為截水斷流，造成下遊河道乾涸，於是也就形成了今天的塔裡木河「四源一幹」的格局。
地處邊疆的塔裡木盆地，除了開都孔雀河發源於境內腹地之外，其它3條支流都發源於國界線邊境地區，阿克蘇河與喀什葛爾河均發源於吉爾吉斯斯坦境內的雪山上，雖然喀什噶爾河北中途截流，但仍有人工排水渠流入塔裡木河主幹道。
葉爾羌河作為塔裡木河的正源，則發源於主體位於境外的喀喇崑崙山脈，喀喇崑崙山脈是世界上除極地以外，山嶽冰川最為發達的地區，巨型冰川到處林立。
世界第二高峰K2就坐落在中巴邊界上，葉爾羌河就從它的旁邊流過。
和田河有兩個源頭，東支玉龍喀什河；西支喀拉喀什河，東支發源於崑崙山，而西支發源於喀喇崑崙山脈北坡，西支喀拉喀什河流經我國阿克賽欽地區。
塔裡木河流域是新疆最早有人類活動的地區之一，大片的綠色地帶為原始人類的生存提供了優越的條件。
早在西漢時期，因政治上和軍事上的需要，當時就在塔裡木河的中遊開始了引渠灌溉、屯田積穀。
和田河的岸邊，發育生長著密集的大片胡楊林，形成了沙漠獨有的綠洲景觀，潺潺流水，綠洲相連，引來全國各地的旅遊愛好者駐足觀看。
塔克拉瑪幹沙漠面積達33萬平方公裡，為世界上第十沙漠，駕車於沙漠公路之中，猶如蕩漾的海洋，無邊浩瀚。
歷史上的塔裡木河，河道經常變遷，包括葉爾羌河、和田河在內同樣也是來回擺動；古代這裡出現的一些王國，也都會隨著河道的改變而遷徙或者銷聲匿跡。
目前在塔裡木盆地除了塔裡木河之外，主要還有克裡雅河、車爾臣河等一些小河流，面對世界上第二大流動沙漠，這些河流也在不同時期有著不同的軌跡。
印象裡的沙漠是乾旱缺水的，然而在塔克拉瑪幹沙漠的沙丘凹地中，地下水距離地面卻不超過3到5米。
由於塔裡木盆地是一個內流水系盆地，從周圍高山上流下來的水都聚集在盆地之中，為河流和地下水層補充水源。
而崑崙山水系，更是滲透到沙漠腹地達100到200公裡，在沙漠下面的地下水多半也有持續不斷的水道，源源不斷地從西部高低流向東部的羅布泊地區。