呼图壁县位于新疆维吾尔自治区中北部，昌吉回族自治州西部，东经86°5′-87°8′、北纬43°7′-45°20′之间。南以天山分水岭与巴音郭楞蒙古自治州的和静县交界，北至古尔班通古特沙漠中心与塔城地区的和布克赛尔县接界，东邻昌吉市，西接玛纳斯县。南北长258千米，东西最大宽度52千米，总面积9518.45平方千米，总人口22万人（2012年）。全县辖6个镇、1个民族乡：呼图壁镇、大丰镇、雀尔沟镇、二十里店镇、园户村镇、五工台镇、石梯子哈萨克民族乡。境内有良种繁育场、干河子林场、种牛场，兵团一〇五团、一〇六团、芳草湖总场。县政府驻呼图壁镇。
地处天山北麓中段，准噶尔盆地南缘，地势南高北低，地形大致可分为三部分：南部为高山、丘陵，平均海拔2400余米，占总面积的31.6％；中部为冲积平原，海拔在460－700米之间，是农作物种植区，占总面积43.2％；北部为沙漠地，海拔在360－460米之间，占总面积的25.2％。有呼图壁河、雀尔沟河两大水系。属中温带大陆性气候，冬长夏短，冬寒夏热，昼夜温差大。312国道、201省道、乌奎高速公路和北疆铁路东西横贯全境。名胜古迹有马桥子古城遗址、康家石门子岩画、阿魏滩古城遗址、北门楼真武阁，石屋山庄、苇子沟、温泉、红山水库、呼图壁南山森林公园等。
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