吉木乃县位于新疆维吾尔自治区北部，地理坐标为北纬47°00′-47°59′，东经85°33′-87°09′。东与福海县毗邻，南与塔城地区的和布克赛尔蒙古自治县相连，北接哈巴河、布尔津两县，西与哈萨克斯坦共和国接壤，边境线长141千米。全县东西长约120千米，南北宽约110千米，总面积7145.04平方千米，总人口4万人（2012年）。由哈萨克族、汉族、维吾尔族等16个民族组成。全县辖3个镇、4个乡：托普铁热克镇、吉木乃镇、喀尔交镇、托普铁热克乡、托斯特乡、恰勒什海乡、别斯铁热克乡。境内有：兵团一八六团、吉木乃口岸。县政府驻托普铁热克镇。
地处准葛尔盆地北缘，萨吾尔山北麓，额尔齐斯河南岸，地形呈阶梯状由南向北逐级倾斜，地势北高南低，分南部山区、中部冲积—洪积平原和断陷盆地、西北部为库木托别沙漠。山地占总面积的22.3％，丘陵占2.4％，平原占60.9％，沙漠占12.9％，沼泽占0.9％，水面占0.6％。主要河流有塔斯特河、乌拉斯特河、乌勒昆乌拉斯图河，南侧有巴特巴克布拉克水库。属大陆性北温带寒冷气候。春旱多风，夏季凉爽，秋季短暂，冬季寒冷而漫长，降水量少，蒸发量大，气候干燥，日照充足。冬季常有风雪灾害，当地称为“诺海风”，蒙古族人称为“狗风”。
229、319省道分别与217国道相连。旅游资源有乌拉斯特河畔和托斯特乡东南9千米处的一山谷中分别有当地哈萨克族著名官吏加克和阿勒泰哈萨克右部经恩斯汗公爵（艾林郡王之父）的墓地，森塔斯湖畔矗立有古碑一座、森塔斯石人像，托海阔拉斯岩画，西部木斯岛山辟有高山滑雪场，还有冰川、三线柏杨沟、乌拉斯特森林灌木河谷、克孜哈英小叶红桦林自然保护区、北沙窝大漠风光等。
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