伊犁河谷位于中国天山山脉西部，三面环山，地处80°09’-84°56’E，42°14’-44°50’N。北与博尔塔拉蒙古自治州接壤，东与塔城地区和巴音郭楞蒙古自治州毗邻，南和阿克苏地区的拜城、温宿县连接，西与哈萨克斯坦共和国交界，是古丝绸之路的北道要冲，地域优势十分突出。

伊犁河谷东西长360公里、南北最宽处275公里，面积5.64万平方公里。隶属于伊犁哈萨克自治州，辖伊犁州8县1市以及兵团农四师和21个团场等单位。