阿克苏市地处亚欧大陆腹地，塔里木盆地西北边缘，多盐碱荒漠、沙地，形成土地面积大，总体质量差的特点。全市土地总面积144.15万公顷，其中未利用土地103.58万公顷，占土地总面积的71.85%（裸地、沙漠等不可利用土地92.47万公顷，占辖区面积的47.2%;厚盐壳盐土地3.87万公顷）。土地资源受所处的地理位置的制约，全境干旱少雨，积温多，温差大，地形相对平缓，具有典型绿洲地貌和灌溉农业的特征。市境耕地总面积10.28万公顷，占辖区面积的7.13%。阿克苏市光热资源丰富，耕地全部为水浇地，农林牧各业生产基础较好，在未利用土地中有大片可垦荒地，水资源相对较丰富。
阿克苏市被新疆生产建设兵团农一师的直辖县级市——阿拉尔市分割为两个互不相连的部分。北部为核心区，有阿克苏河及其支流灌溉，河边绿洲内人烟稠密，有“塞外江南”之称。南部是塔克拉玛干沙漠的无人区。全市地势平坦，年平均气温10℃，降水量52毫米。
市区位于阿克苏市境最北部的冲积三角洲内，是天山南北的交通要冲，有南疆铁路穿越。天山第一高峰托木尔峰位于附近的温宿县境内，海拔7435米，天气晴朗时从阿克苏市区可以看到托木尔峰的远景。
阿克苏市气象数据（平均数据自1981年统计至2010年，极端数据自1971年统计至2010年）
月份
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年
历史最高温 °C（°F）
8.8(47.8)
14.4(57.9)
27.9(82.2)
34.5(94.1)
36.0(96.8)
37.4(99.3)
39.6(103.3)
38.6(101.5)
34.6(94.3)
29.4(84.9)
22.4(72.3)
9.8(49.6)
39.6(103.3)
平均高温 °C（°F）
−0.6(30.9)
5.3(41.5)
13.6(56.5)
22.1(71.8)
26.9(80.4)
30.2(86.4)
31.5(88.7)
30.6(87.1)
26.2(79.2)
19.2(66.6)
9.5(49.1)
0.8(33.4)
17.9(64.3)
日均气温 °C（°F）
−7.2(19.0)
−1.3(29.7)
7.1(44.8)
15.0(59.0)
19.7(67.5)
22.8(73.0)
24.1(75.4)
23.1(73.6)
18.3(64.9)
10.9(51.6)
2.5(36.5)
−5.1(22.8)
10.8(51.5)
平均低温 °C（°F）
−12.3(9.9)
−6.7(19.9)
1.1(34.0)
8.1(46.6)
12.7(54.9)
15.6(60.1)
17.2(63.0)
16.3(61.3)
11.6(52.9)
4.4(39.9)
−2.3(27.9)
−9.3(15.3)
4.7(40.5)
历史最低温 °C（°F）
−25.2(−13.4)
−24.4(−11.9)
−10.9(12.4)
−3.1(26.4)
2.7(36.9)
6.0(42.8)
8.7(47.7)
8.3(46.9)
1.4(34.5)
−4.5(23.9)
−12.9(8.8)
−23.4(−10.1)
−25.2(−13.4)
平均降水量 mm（英寸）
1.8(0.07)
2.7(0.11)
4.3(0.17)
3.8(0.15)
9.9(0.39)
12.6(0.50)
16.2(0.64)
12.1(0.48)
8.7(0.34)
4.7(0.19)
1.0(0.04)
2.8(0.11)
80.6(3.19)
平均降水天数（≥ 0.1 mm）
2.3
2.2
1.6
1.5
3.1
5.3
6.6
6.3
3.3
1.1
0.7
1.9
35.9
平均相對濕度（％）
69
59
49
41
45
48
53
56
61
63
68
74
57
数据来源：中国气象局[13]，中国天气网[14]