溫泉縣隸屬新疆維吾爾自治區博爾塔拉蒙古自治州，位于新疆維吾爾自治區西北部，博爾塔拉河上游河谷地帶，天山西段北麓、準噶爾盆地西緣。東鄰博樂市，南隔別珍套山與霍城縣相傍，西部和北部分別以空郭羅鄂博山和阿拉套山西段為界與哈薩克斯坦毗鄰。縣城博格達爾鎮距烏魯木齊市公路里程625千米。縣境西北部同哈薩克斯坦接壤，國境線276公里。全縣總面積5904.85平方千米，總人口73071人（2003年）。

溫泉縣西、南、北三面環山，中部為一條狹窄的谷地長廊。屬溫帶干旱氣候區，年均氣溫3.7℃，年均降水202毫米。屬大陸性中溫帶干旱半干旱氣候，春秋季節特點不明顯，冬季嚴寒漫長，夏季不炎熱，春季升溫緩而不穩定，秋季降溫迅速，干燥少雨，溫差懸殊。由于東部為準葛爾盆地的因素，冬季逆溫層較厚，分布規律為由西向東逐漸薄。身處山區谷地的原因，溫泉縣氣候冬暖夏涼，8至10月秋高氣爽。
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