Площа 777 000 км². Переважні висоти 600—800 м. Центральна частина Джунгарії зайнята піщаними пустелями з барханами заввишки до 35 м. По периферії розташовані напівпустелі та передгірні степи. Клімат континентальний, сухий. Часті вітри. Річки центральної частини губляться в пісках; на півночі — верхів'я Іртиша. На заході — кілька великих озер (Ебі-Нур та інші).