天山是世界七大山系之一，位於地球上最大的一塊陸地歐亞大陸腹地，天山東西橫跨中國、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和烏茲別克斯坦四國，全長2500公里，南北平均寬250~350公里，最寬處達800公里以上。天山是世界上最大的獨立緯向山系;天山同時也是世界上距離海洋最遠的山系和全球乾旱地區最大的山系。
天山呈東西走向，綿延中國境內1700千米，佔地57萬多平方公里，佔新疆全區面積約1/3。中國境內的天山山脈把新疆大致分成兩部分:南邊是塔里木盆地;北邊是準噶爾盆地。托木爾峰是天山山脈的最高峰，海拔7435.3米。錫爾河、楚河和伊犁河都發源於天山。
天山山系由3列山脈組成，由北往南分別稱為北天山、中天山和南天山。天山山體由山地、山間盆地和山前平原三部分組成。新疆天山為中國第44處世界遺產。
天山地質構造圖天山屬於比較年輕的山系，形成距今約二三百萬年前。距今約1200-200萬年前。現今山脈的地貌特徵則是新生代晚期地殼變動的產物。
天山山脈形成以後的地質演化可以劃分為石炭紀末至二疊紀初同碰撞-後碰撞構造岩漿活動階段、二疊紀早-中期幔源岩漿活動與殼幔相互作用階段和二疊紀晚期以來的陸內演化階段。天山山脈由三列大致平行的山嶺組成，其中北天山有阿拉套山、婆羅科努山和依連哈比爾尕山，中天山有烏孫山、那拉提山和額爾賓山，南天山有科克沙勒山、哈爾克他烏山、科克鐵克山和霍拉山，東天山有博格達山、巴里坤山和喀爾力克山等。
在天山山系中，海拔在5000米以上的山峰大約有數十座，除最高峰托木爾峰外，主要還有中哈界峰汗騰格里峰、博格達峰、瓦斯基配卡維裡山、德拉斯克巴山、搜雷孜山、史卡特爾東峰、孜哈巴間山等。 托木爾峰位於阿克蘇地區溫宿縣境內的中國與吉爾吉斯斯坦國境線附近，屬天山山脈中天山區。海撥7443.8米。"托木爾"，維吾爾語意為"鐵"。托木爾峰為天山第一峰，被列為國家綜合自然保護區。
新疆天山南北新發現巨量煤、鐵、銅等國家急需礦產資源。其中，煤炭4200億噸、鐵礦石23.64億噸、鉛鋅1078.5萬噸、鎢(錫)26萬噸、銅鎳550.6萬噸、金147.34噸、鉬113.29萬噸等。
天山地區是瓜果之鄉。歷史上從西域傳來的葡萄、苜蓿、胡麻、甜瓜、核桃等均是通過這裡傳入內地的。托木爾峰南部的溫宿縣僅果樹種類就有10多種，主要有蘋果、核桃、葡萄、桃、杏、梨、沙棗、櫻桃、楸子、紅棗等，尤以蘋果、核桃、杏，品種最為繁多。
新疆天山共有野生動植物3000餘種，各類珍稀瀕危動植物近500種，包括雪豹、暗腹雪雞、高山兀鷲、小葉白蠟、新疆鬱金香等。托木爾峰保護區內高等植物382種，隸屬60科238屬。真菌167種;地衣19種;不完全地衣2種。野生動物主要包括陸棲脊椎動物77種，隸屬13目28科73屬;昆蟲1000餘種。其中國家一級重點保護動物5種，包括雪豹、北山羊、金雕、玉帶海雕、胡兀鷲。
西天山國家級自然保護區統計已發現高等植物分屬70科339屬752種。已被列入《國家重點保護植物名錄》的有新疆野蘋果、野杏、阿魏、紫草、雪蓮、黃芪、牡丹等10餘種。保護區內野生動物資源也很豐富，有陸棲脊椎動物146種，其中兩棲綱3種，爬行綱7種，鳥綱101種，哺乳綱35種。其中國家一級保護動物有黑鸛、金雕、白肩雕、雪豹、北山羊5種，國家二級保護動物有棕熊、馬鹿、盤羊、高山雪雞等19種。保護區內有昆蟲25目102科194種;大型真菌20科55屬90種。
天山雪蓮，又名叫"雪荷花"，當地維吾爾語稱其為"塔格依力斯"。屬菊科鳳毛菊屬多年生草本植物。它是新疆特有的珍奇名貴中草藥;生長於天山山脈海拔4000米左右的懸崖陡壁之上。人們奉雪蓮為"百草之王"、"藥中極品"。
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