克拉玛依市位于东经84°44′～86°1′，北纬44°7′～46°8′之间，地处准噶尔盆地西部。西北傍加依尔山，南依天山北麓，东濒古尔班通古特沙漠。北部、东北部与和布克赛尔蒙古自治县相接，西南与托里县为邻，南面与乌苏县、沙湾县接壤。中部、东部地势开阔平坦，向准噶尔盆地中心倾斜。市域东西最宽处110千米，南北最长处240千米，克拉玛依市总面积7733平方千米，市区面积约16平方千米。海拔高度在270～500米之间。市区距新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐公路里程313千米，飞机航程280千米。克拉玛依市独山子区被奎屯市隔开于克拉玛依市南端，成为距市区150千米的“飞地”。
[5]地貌
克拉玛依市地貌大部分为戈壁滩，地形呈斜条状，南北长，东西窄。
气候
克拉玛依
克拉玛依市位于中纬度内陆地区，属典型的温带大陆性气候。其特点是：寒暑差异悬殊，干燥少雨，春秋季风多，冬夏温差大。积雪薄，蒸发快，冻土深。大风、寒潮、冰雹、山洪等灾害天气频发。四季中，冬夏两季漫长，且温差大，春秋两季为过渡期，换季不明显。累年平均气温为8.6℃。1月为最冷月，历年月平均气温为-15.4℃，极端最低气温为-40.5℃,出现在1984年12月23日小拐地区。7月为最热月，历年月平均气温均在27.9℃,极端高温曾达到46.2℃，出现在2004年7月14日乌尔禾区百口泉地区。全年日照以7月份为最多，达302.5小时，12月份为最少，仅99.8小时。年平均降水量为108.9毫米,蒸发量为2692.1毫米，是同期降水量的24.7倍。累计平均大风日数为64.5天,夏季炎热日(≥35℃)年平均为27.6天，初霜一般在11月上旬出现，终霜一般在3月下旬结束，无霜期232.3天。
水资源
黑油山
克拉玛依的自然水系主要是河流水源和境内地下泉水。现存地表水有白杨河、克拉苏河、达尔布图河3条间歇性河流，湖泊有艾里克湖和小艾里克湖。[7]
白杨河发源于额敏县境内乌肯拉卡尔山的艾来斯奇山口，流经哈拉阿拉特山口，最后注入乌尔禾以南的艾里克湖。属于高山融雪型季节河流。全长180多千米，在克拉玛依境内流域长度45千米，平均径流量为1.09亿立方米。每年4至6月为洪水期，7至10月为平水期，11月至次年3月为枯水期。
克拉苏河发源于加依尔山北麓，在克拉玛依境内流域长度约40多千米。上游常年有水，进入百口泉冲洪积扇后为季节性河流。每年3至4月水量较大，最大流量12.3立方米/秒，多年平均流量0.37亿立方米。在上世纪50年代初期，河水可以到达百口泉冲洪积扇南缘的小艾里克湖。60年代后水量逐渐减少，80年代后河水到达阿（勒泰）---独（山子）公路附近时因散流而被蒸发。
达尔布图河发源于加依尔山南麓，为季节性河流。在克拉玛依境内流域长度约50千米。每年4至6月有水，其余时间多为枯水期。多年平均径流量为0.168亿立方米，洪水期最大流量12.3立方米/秒，河水流至百口泉附近时逐渐渗入地下。
百口泉水源位于克拉玛依市东北，距离市区65千米，属新第三系承压水水源。由于受到克拉苏河、达尔布图河和白杨河3条河流的渗透滋润，水资源比较丰富。1958年查明其储水面积为565平方千米，水层埋藏深度25米，平均水层厚度15米，静储水量为16亿立方米。1960年投入开发，曾为克拉玛依生产生活用水的主要水源之一。
2007年5月，克拉玛依市正式开工建设引水工程。2000年8月，克拉玛依河（引水工程）建成投产后，有效缓解了克拉玛依用水紧张状况，白杨河来水重新注入艾里克湖，艾里克湖湖面和百口泉水源地下水位得到逐步回升。市南部的独山子区主要引用奎屯河水。
土地资源
克拉玛依市全境大部分为戈壁荒漠，从南到北分布的土壤依次为棕钙土、荒漠灰钙土和灰棕色荒漠土，土中多含沙砾，土质低劣，境内不少地方土壤含盐量很高。境内有自然林地约28100公顷，主要是胡杨次生林和荒漠灌木林。上世纪50年代至70年代，由于生活用柴而砍伐植被，使林地面积有所减少。从80年代开始，随着燃料和供热方式的改变，再不需要砍伐植被作燃料，戈壁荒漠植被逐渐得到恢复，胡杨次生林和荒漠灌木林覆盖率达3.5%。境内有天然草地约10.5万公顷，其中牧草地约8.16万公顷。草场质量较差，且由于地下水位下降和过度放牧，造成了草场逐年退化现象。
[7]生物资源
克拉玛依市境内野生动物主要有鹅喉羚（黄羊）、盘羊、野兔、狐狸、鼠、狼、蛇、蜥蜴、蟾蜍、野鸡、野鸭、天鹅、麻雀、黄鹂、喜鹊、百灵、乌鸦、斑鸠等30余种。野生荒漠植物主要有梭梭、红柳、胡杨、半灌木的沙枣、枸杞、芦苇等230余种。[7]
矿产资源
克拉玛依的主要矿产资源是石油和天然气。石油天然气油层浅、储量大，原油质地优良。分布状况是横向连片，纵向叠合，由多种油气层系和油藏类型组成。主要分布在准噶尔盆地腹部、西北缘和南缘地区。其他矿产主要有天然沥青和沥青砂、煤炭、金丝玉、食盐、石膏、芒硝、耐火材料、砂石等。其中天然气沥青和沥青砂储量丰富，沥青地质储量约2.5亿吨。[8][7]
石油资源
克拉玛依市境内石油资源发现早，开采历史长。20世纪初，有关独山子原油、黑油山沥青丘、乌尔禾沥青脉的记述，已经出现于地方官吏编撰的方志籍和中外地质学家的著述中。1909年，新疆商务总局在独山子钻凿第一口工业油井，开新疆近代石油工业之先河。1936年至1943年，新疆地方政府与苏联合作，在独山子进行石油开采和炼制，独山子进行石油开采和炼制，独山子油矿成为当时与甘肃玉门、陕西延长齐名的三大油矿之一，原油年产量最高达到7321吨。1943年至1949年，独山子油矿经历了甘肃油矿局乌苏油矿筹备处和新疆“三区”革命政府经营管理两个时期，采油、炼油生产时断时续，产量时起时落，到1949年新中国成立时，独山子油矿仅有职工150名，2口出油井，日产原油3至5吨。
[9]中华人民共和国的成立，开创了新疆石油工业发展的新纪元。1950年3月27日，中国与苏联两国政府签订《中苏关于在新疆创办中苏石油股份公司的协定》，同年9月30日，在迪化（乌鲁木齐）成立中苏石油股份公司。到1954年末中苏石油股份公司结束时，年生产原油48800多吨，有职工5500余人，这批职工成为建设和发展新疆石油工业的骨干力量。根据1954年10月12日中苏两国政府联合公报，1955年1月1日，中苏石油股份公司移交给中国，移交后成立新疆石油公司。1956年7月1日，更名为新疆石油管理局。[9]
克拉玛依是新中国成立后勘探开发的第一个大油田。1955年6月14日，由8个民族36名职工组成的独山子矿务局钻井处1219青年钻井队，在技师陆铭宝、副技师艾山卡日·艾拜拉木带领下进军克拉玛依，在距黑油山东南方向5.5千米处的1号井现场布置打井。7月6日开钻，10月29日完井出油，标志着新中国成立后第一个大油田---克拉玛依油田的发现，揭开了新疆石油工业大发展的序幕。同年11月26日，新华社报道了克拉玛依黑油山地区1号井出油的消息。此后，克拉玛依油田经过50年代开发，70年代发展、80年代腾飞，90年代创新，取得累累硕果，2002年，原油产量突破1000万吨，成为中国西部第一个原油产量上千万吨的大油田。2008年，新疆油田在准噶尔盆地全面完成“数字油田”建设，成为国内第一个数字化油气田。
2017年，全市总人口（不含辖区内兵团人口）为 442769 人，其中户籍人口 307406 人，暂住人口为 135363人。男性人口 230202 人，占 52.0%，女性人口 212567 人，占 48.0%。按辖区分：独山子区 90430 人，克拉玛依区 291554 人，白碱滩区 54842 人，乌尔禾区 5943 人。在户籍人口中，少数民族 77916 人占 25.35%，汉族229490 人，占 74.65%；人口自然增长率为 6.03‰。
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