面积约35万平方千米，覆盖了土库曼斯坦70%的国土，西面是里海，北面是咸海，东北面是克孜勒库姆沙漠，东南面是阿姆河与兴都库什山脉。沙漠地势起伏明显，可再细分成三部分，北部为外温古兹高原，中部为低地平原，东南部为由一系列盐沼贯穿的乌兹博伊干河床。境内半固定沙脊，高度在75～90米。大新月形沙丘（有的高达9米）占该地区1/10的面积。属大陆性气候，1月平均气温北部-5℃，南部3℃，7月平均气温28～34℃，气温日较差达50℃。平均年降水量北部60毫米，南部150毫米。植被类型有草本、矮灌木、灌丛和丛林。有些植被可作冬天骆驼、绵羊及山羊食用的干草。沿阿姆河、捷詹河、穆尔加布河等绿洲生长优质长绒棉。境内建有工厂、石油和天然气输送管道、铁路、公路以及发电厂。南部建有卡拉库姆运河。