古尔班通古特沙漠，位于北半球亚洲内陆准噶尔盆地内部，分为五个小沙漠和零星一些沙漠片区，其中中部主体区名德佐索腾艾里松沙漠；干谷以北为北部沙漠，北名为阔布北沙漠，东北名为阿克库姆；东部名霍景涅里辛沙漠；西部名索布古尔布格莱沙漠；同时，在奎河和艾比湖之中有乌苏沙漠，布尔津—哈巴河—吉木乃的额尔济斯河两岸分布着阿克库姆和塔孜库姆沙等。行政区划隶属新疆维吾尔自治区北部，具体占据了东南部昌吉回族白治洲、西部塔城地区、东北部博尔塔拉蒙古自治州和南部阿尔泰等地区。古尔班通古特沙漠南北跨度较小，但东西延伸宽广，长度约为几何宽度的三倍，面积约为51130平方千米，海拔450—600米。

古尔班通古特沙漠的形成与演变过程与准噶尔盆地中的湖湘沉积经过风力作用改造密切相关。准噶尔盆地位于古亚洲洋盆中间地块，年代久远，混杂着十多亿年前老地壳物质的结晶基底。中元古代，大陆地壳围绕着准噶尔古陆核不断伴随着俯冲小地块的扩张发育，在早古生代初期拼接合成准噶尔哈萨克斯坦板块并且不断发育至泥盆纪末。随后古亚洲洋缩小到消失，准噶尔板块由大洋转为有限洋盆，中新生代地壳构造挤压隆起成山使得准噶尔地区开始向封闭型内陆盆地转化，形成天然内陆汇场。自早更新世起，天山、昆仑山和阿尔泰山的隆起、青藏高原以及中亚部分山地的隆升，扭转了欧亚大陆的大气环流模式，阻挡了外来水汽，气候干冷。随着早更新世末期新构造运动异常剧烈，山麓地带的巨厚砾石层发生强烈褶皱和抬升，内陆性加强，干旱加剧。介于天山、准噶尔西部山地和阿尔泰山之间的盆地地块萎缩，其中仅存的湖泊相应干涸减少，盆地中部出露细砂土、亚砂土和砂质黏土等大量沙源与山体剥蚀物一同形成大型源场，在这广阔的冲积湖积平原上形成了中国第二大面积的古尔班通古特沙漠。

古尔班通古特沙漠（北纬44°11'—46°20'，东径84°31'—90°00'）位于北半球亚洲内陆准噶尔盆地内部。行政区划隶属新疆维吾尔自治区北部，具体占据了东南部昌吉回族白治洲、西部塔城地区、东北部博尔塔拉蒙古自治州和南部阿尔泰等地区。古尔班通古特沙漠是中国境内八大沙漠中纬度最高的沙漠，同时也是中纬度沙漠中唯一聚集着周定、半周定沙丘的沙漠。沙漠南北跨度较小，但东西延伸宽广，长度约为几何宽度的三倍，面积约为51130平方千米，海拔450—600米。

据附近的地形地貌名称、特征和地区语言，古尔班通占特沙漠被更为细致地分为五个小沙漠和零星一些沙漠片区，其中中部主体区名德佐索腾艾里松沙漠处于三个泉子干谷南部；干谷以北为北部沙漠，北名为阔布北沙漠，东北名为阿克库姆；东部名霍景涅里辛沙漠，在天山和东准噶尔高原中间；西部名索布古尔布格莱沙漠，位于玛纳斯河的两岸；同时，在奎河和艾比湖之中有乌苏沙漠，布尔津—哈巴河—吉木乃的额尔济斯河两岸分布着阿克库姆和塔孜库姆沙等。

古尔班通古特沙漠沙漠内部沙丘形态主要为纵向和对称状沙垄所组成，自然沙垄垄间及各坡植一被和生物结皮覆盖较为良好，丘体本身结构般不发生移动，地表呈固定状态；但是沙丘和沙垄顶部及两坡上部位置基本裸露，经起沙风的作用会产生风沙运动，长时间尺度下会表现出摆动特征，出现半固定特性。沙漠各沙丘类型受风向影，响有着明显地空间差异。一类型沙丘在分布上也由于风向的改变出现走向的变沙漠北部和主体部分受北北西风和北北东风的作用，沙丘和沙垄呈南北合力方向走向，长达数十千米不等，但是在东侧出现明显陡峭高耸的背风坡，西坡则为平缓的迎风坡，高度约10米。除了显著的巨大线性主体外，还出现交汇的小沙丘（垄），由西向东越来越密集形象整体上酷似具有树枝状外形特征，是古尔班通古特沙漠最著名的地貌类型。沙漠东南部受到强烈的西西北风和西风影响，主体线性沙垄中部出现许多连接的副梁，外形呈梯子（Ｈ）形状，由北部至东南部发生显著的西北向东南弧形过渡现象。在沙漠中南部，除受西北风主风向作用外，受邻近山前地带的回转风影响，出现大面积的圆蜂窝状和方格状对称状沙丘和沙垄，这便是古尔班通古特沙漠的蜂（梁）窝状沙丘地貌。

古尔班通古特沙漠深居中亚腹地，受盆地封闭性地形和西风带大气环流的影响，形成了典型的温带大陆性荒漠气候，同时属干早荒漠生物气候带。古尔班通古特沙漠年平均气温6.2℃，年极端高温达40℃，年极端低温小于零下40℃，年积温量为3000—3500℃，累计日照时数有所下降，逐渐低于3000小时，沙漠年平均降水量为50—150毫米,降雨主要集中在5—9月,占全年降雨量的70%—80%。沙漠年蒸发量高达2000—2800毫米，20厘米蒸发皿年蒸发量在2000毫米以上。降水与湿度大致呈西大于东，北大于南的分布特征。同时，降水量和湿度指数由边缘向中心减少，且东部降水差异大于西部。与其他沙漠不同，古尔班通古特沙漠高纬度的地理位置和靠近西伯利亚高压中心的独特条件使其有长时间（11月上中旬—次年3月上中旬）降雪，平均厚度约10—30厘米稳定积雪时间多达100—160日。

古尔班通古特沙漠由于地表沙质物松散，降水稀少且蒸发量大，地表径流发育稀少，无外流河。古尔班通古特沙漠是一个缺乏地表径流、水系网不发育和缺少地表水体的内陆干旱沙漠，地表径流对沙漠区潜水补给极少，且内部较边缘地带深十米有余，水文条件极差。沙漠南缘地下水埋深为8.5—10.5米，靠近人类活动区有玛纳斯河和奎屯河跨过天山北麓洪积扇流经沙漠边缘；北部尖端处有发源于阿尔泰山东段的乌伦古河穿过最终注入乌伦古湖；沙漠腹地地下水埋深则大于16米，年际地下水位差在15—30厘米之间，地下水矿化度在1.4—1.7克每升之间。每年3—4月积雪大量融化渗入土壤，最后在60厘米左右形成稳定的湿沙层。

古尔班通古特沙漠从第四纪开始95%以上的土壤都是风沙土，这也是中国干旱和半干旱区主要的土壤类型。其中以中沙和细沙颗粒为主，基质松散。由于纬度偏高，冬季积雪和冻土融水可以形成深厚的季节性冻土层，最大冻土深度达170厘米，于春季融化，丰富了土壤含水，有利于植物的存活和再生。沙漠自身土壤肥力薄弱，养分贫瘠，但是由于丰富的植被生长，大量的有机物容易与土壤颗粒紧密结合，从而形成生物结皮壳状体，在地表有广泛分布，尤其是丘间地地区，厚度可达2厘米。

古尔班通古特沙漠固沙植被分布稀疏，以超旱生灌木为优势种。沙漠中的生物结皮可以起到很好的固沙作用，从而又有利于植被的生长。冬、春两季的积雪融水会垂直入渗，在温度回暖时刚好增加土壤湿度，生长大量植被。固定沙丘上植被覆盖度25%—50%，半固定沙丘达10%—25%。地表植被覆盖度达15%—72%。

古尔班通古特沙漠白天地表达到67℃，除80多种地表甲虫、蚂蚁外仅有地面奔跑的黄羊和空中飞翔的鹰隼能耐地住高温。除了常见动物外，古尔班通古特沙漠有爬行类5种，鸟类15种和哺乳类4种，还有一种两栖类塔里木蟾蜍，其大部分都在夜间活动。

古尔班通古特沙漠经过漫长时间的发展，狭长形态的沙漠逐渐发展出特有的沙漠植物群落景观，形成了许多适应于生态环境的植物种类，具有耐早、耐高温、耐强辐射、耐寒、耐盐碱等高光合效率特征。主要植物有梭梭、蛇麻黄、沙嵩、和驼绒藜等30科64属74种植物。包含乔木、灌木、一年生草本植物和多年生草本植物，生长期从春季开始，比其他沙漠早，8月开始衰落，比其他沙漠优先枯黄，冬季气温偏低，多雾凇凝结。

古尔班通古特沙漠旅游从自治首府乌鲁木齐进入沙漠最近通道从五家渠为起点，东线从一0二团场17连出绿洲。西线经一0三团场14连进入沙漠，终点到准噶尔盆地的罗布泊东道子海，全长约60千米。这条通道上绿洲与沙漠狗牙交错，形成独特的自然人文景观。一边是梭梭、胡杨、黄羊、古老自然生态；一边是机耕、电井、喷灌现代绿洲文明。从东道子海继续北上沙漠探险，沿古驼道穿越古尔班通古特沙漠腹地直抵阿勒泰。

沙漠腹地保留了大量珍贵的古丝绸之路文化遗迹；北庭都护府遗址（红旗农场）、土墩子大清真寺、烽火台、马桥古城、西泉冶炼遗址、一0三团新渠城子遗址、一0五团头道沟古城遗址。

古尔班通古特沙漠沙漠矿产有石西、彩南、陆梁三个百万吨级自动化油田。在盆地西北部有大型盐矿，年产40万吨。

1949年后，古尔班通古特沙漠南缘大量开发，垦区、农牧场呈带状分布，其中有北塔山牧场、红旗、土墩子、一0七、一0二、一0三、一0六、芳草湖、新湖等团场的耕地已深入到沙漠内部。

为治理流沙，奇台县出台了“不新打一眼井、不新开一亩荒、不伐一棵树”的管理办法，在国家林业局的支持下，采取政策约束机制、生态优先机制、扶优扶强机制和全民义务机制加快造林步伐。应用无灌溉造林、抢墒造林、雪面人工播种造林、网格造林等技术，在古尔班通古特沙漠成功栽下了30万亩梭梭。运用科学监测手段，他们在人工梭梭林里设置了3个生态监测点，对风蚀沙化严重地区、人工治理区和天然荒漠林区的生态因子进行监测、对比和分析，为评估防沙治沙成果提供科学依据。经过几年的不懈努力，奇台沿沙漠外缘建成宽65千米、纵深3至5千米、近30万亩的防风固沙林带。

据统计，奇台完成封沙育林80万亩，农区防护林总长度达7083千米，全县森林覆盖率由2000年的2.34%提高到现在的5.83%。同时营造经济林近3万亩，人工接种大芸2万亩，培育各类苗木6000亩，林草间作6万亩。

古尔班通古特沙漠现在规定在沙漠边缘和绿洲划作保护区，通过草场围栏、退牧、休牧恢复荒漠植被。

2005年10月23日，古尔班通古特沙漠被《中国国家地理》评为中国最美五大沙漠之一。