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乌鲁木齐市位于新疆中部，地处天山北麓、准噶尔盆地南缘。辖区东以恰克马克塔格至大河沿一线与吐鲁番市接壤；西以头屯河与昌吉市为界；南以喀拉塔格-克孜勒伊接南山矿区，突出部分折向东南，沿未日洛克-阿拉沟以东与托克逊县相连。在夏泽格山脊线3以南与和硕县毗连；西南与和静县为邻；北部沿博格达山脊与吉木萨尔县、阜康市、米泉市分界。
乌鲁木齐市境最北点在头屯河下游距五家渠镇3.5公里处，最南点抵阿拉沟以南夏格泽山脊，南北最宽处约153公里；市境最东点在高崖子牧场东边石窑子艾肯沟内，最西点在胜利达坂以西的天格尔山脊，东西最长约190公里。地理座标：东经86°3733"-88°5824"，北纬42°4532"-44°0800"。总面积11793.71平方公里，城市规划控制面积1600平方公里。1997年，城市建成区面积82.5平方公里。
地势地貌
乌鲁木齐地势起伏悬殊，山地面积广大。南部、东北部高，中部、北部低。最高点天山博格达峰顶，海拔5445米；最低处在猛进水库的大渠南侧，海拔490.6米。两地水平距离75公里，高差4954.4米。山地面积占总面积50%以上，北部冲积平原不及总面积的 1/10，市区平均海拔800米。
乌鲁木齐市区三面环山，北部平原开阔。东部有博达山、喀拉塔格山、东山；西部有喀拉扎山、西山；南部有伊连哈比尔尕山东段(天格尔山)、土格达坂塔格等。辖区地势由东南向西北降低，大致分为三个梯级：第一级为山地，海拔2500-3000米或更高；第二级为山间盆地与丘陵，海拔1000-2000米；第三级为平原，海拔在600米以下。
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