吉木萨尔县位于新疆维吾尔自治区天山北麓东端，准噶尔盆地东南缘，东经88°30′－89°30′，北纬43°30′－45°，东邻奇台县，西与阜康市接壤，北越卡拉麦里岭和富蕴县相连，南以博格达山分水岭同吐鲁番地区、乌鲁木齐市为界。县城吉木萨尔镇。全县总面积8848平方公里，下辖5乡4镇，206个行政村。

县城西距自治区首府乌鲁木齐市160公里，距昌吉回族自治州首府昌吉市206公里。全县总面积8848平方公里，下辖3乡6镇，206个行政村，境内有新疆生产建设兵团农六师2个团场，有汉族、回族、哈萨克族、维吾尔族、蒙古族等13个民族，总人口13.2万人，其中少数民族人口占29%。

2001年被国务院批准为对外开放县，荣获全国科技进步先进县、全国科普示范县、自治区历史文化名城、自治区园林县城、自治区婚育新风进万家活动先进县，北庭西大寺被评为国家级民族团结教育基地，有16个单位获得自治区级以上表彰。2011年地区生产总值39亿元，同比增长（下同）20.8%；固定资产投资120亿元，增长400%；完成地方财政一般预算收入4.75亿元，增长64.3%。

地势南北高、中间低，地貌可分为南部山区、中部平原、北部沙漠三种类型。主要河流有二工河、西大龙口河、渭户沟河、白杨河等。属温带大陆性气候，冬季长而严寒，夏季短而炎热，春秋季节不明显，干旱少雨，昼夜温差大。