分布在新疆四个地区界内，分别是：巴音郭楞、阿克苏、喀什、和田。
塔克拉玛干沙漠位于新疆自治区西南部，处在塔里木盆地中部，沙漠北面是天山；南面有昆仑山；东面有祁连山；西面是阿赖山与塔吉克斯坦共和国接壤。整个沙漠东西长约1000余公里，南北宽约400多公里，总面积337600平方公里，分布在新疆四个地区界内，分别是：巴音郭楞、阿克苏、喀什、和田。塔克拉玛干大沙漠是中国境内最大的沙漠，也是全世界第二大的流动沙漠，仅次于阿拉伯半岛的鲁卜哈利沙漠，流沙面积世界第一。
目前塔克拉玛干沙漠四周都有公路贯通，沙漠内部由于勘探石油需要，1995年，从沙漠北缘轮台县修一条穿过沙漠中部到达沙漠南缘民丰公路全长552千米。2007年，在沙漠西部从阿拉尔市到沙漠南缘和田县，公路全长425千米。十三五计划修一条南北疆快速干线，最北面从阿勒泰市至和田县。在沙漠中心塔中修二级干线到沙漠南缘且末县。
