塔裏木河位於新疆南部，塔裏木盆地中，是中國最長的內流河。
塔裏木河幹流沿盆地北緣自西向東流，在尉犁以南折向東南，穿過塔克拉瑪幹沙漠東部，註入台特馬湖。
上源現由葉爾羌河、和田河和阿克蘇河構成，源流在肖夾克會合後，稱塔裏木河。
從葉爾羌河源頭算起至台特馬湖，全長2179km，從三河會合處算起至台特馬湖，長1280km。
歷史時期，幹流曾南北擺動約100km，1921年主流下遊北移，東流沿孔雀河註入羅布泊，1952年在塔裏木河中段的漢河拉依河口築塔裏木大壩，阻止流水入孔雀河，迫使幹流沿鐵千瑞克故道，折向東南註入台特馬湖。
哈爾墩以上為上段，河道坡降較大，側蝕強烈河曲發育，含沙量大，河漫灘廣闊，幹流時常擺動。
哈拉墩至卡拉為中段，河床坡降很小，泥沙大量淤積，河道縱橫交織，湖沼遍布，易於改道。
卡拉以下河床下切2-5m，河水進入大西海子水庫，水庫以下只有少量水量流到英素，英素以下全部斷流。
塔河本身不產生徑流，徑流量全部來自三大源流，阿拉爾站年均徑流量為49.7億m3，其中76.2%來自阿克蘇河，18.5%來自和田河，5.3%來自葉爾羌河。
7—9月阿克蘇河占塔河同期水量的65.6%，和田河、葉爾羌河分別占27.8%、6.6%，1—6月阿克蘇河幾成為塔河的唯補給來源。
兩岸自然資源豐富，農墾歷史較久，但大規模開墾是在1949年以後，幹支流共擴大耕地750萬畝。
由於各支流大量引水灌田、澆灌草場，水量銳減，使鐵幹瑞克以下50年代即出現斷流墾區地下水位上升，土壤鹽漬化加重，河水礦化度升高；非墾區河流水量減少，潛水下降，造成土地沙漠化，森林、灌木、草場趨於枯竭。
這種演變已引起生態結構功能失調，今後必須合理利用自然資源，因地制宜布置生產，保持生態平衡，促進農、林、牧業發展。
從2015年開始，自治區政府決定給塔裏木河進行生態輸水，輸水區地下水質明顯改善，各監測斷面近河道區域地下水礦化度均呈現下降態勢。
輸水區植被覆蓋度平均增加30.6%，下遊植被種類逐漸增多，胡楊林族群結構逐漸變化，胡楊林族群更新能力有所恢復，沙化面積逐漸減少。
塔裏木河流域為古「絲綢之路」的南道和北道，古城遺址和驛站、烽燧、寺廟、古墓葬遺跡至今歷歷在目。
