乌恰县地势东南低，西北、西南高，群山环绕，属典型山地地形，海拔高度1760～6146米，平面呈马蹄形。北接南天山山脉西端，南靠帕米尔高原、昆仑山北麓，位于喀什三角洲以西地段的楔形地带，为中、新生界褶皱山地。地貌以侵蚀断块山地出现。山地、戈壁、荒滩占总面积的98%，荒漠性草场近1600万亩。

2023年，年平均气温8.9℃，较历年偏高1.0℃；年极端最高气温33.1℃，出现在7月18日，年极端最低气温-26.0℃，出现在1月15日。年总降水量186.0mm,较历年均值偏少38.1mm，降水主要集中在5-10月。月最大降水量52.6mm，出现在8月；一日最大降水量17.4mm，出现在6月28日。年日照时数2784.6小时，较历年均值偏多；年内大风日数27天，年极大风速为25.8m/s,出现在5月3日。