新疆境内伊犁河流域位于天山北支婆罗科努山与南支哈尔克山之间，中国天山水资源最丰富山段，伊犁河为新疆径流量最丰富河流。

42°50′～44°10′N，80°30′～83°10′E；新疆西部，原伊犁地区（南部个别地带是另一个流域了）。

面积5.7万km2。海拔560～1,400米。

新疆境内伊犁河流域位于天山北支科古琴山—婆罗科努山与中支哈尔克山—那拉提山之间（流域中部有乌孙山脉等把流域分为不同板块）。新疆集水区面积约5.7万平方公里，占新疆面积3.5%；年径流量153亿立方米（已扣除从哈萨克斯坦流入的水量14亿立方米），占新疆地表径流总量19%；年均径流深268毫米，为新疆平均值的5.7倍，接近于全国年均径流深值。在中国西北干旱区中伊犁河流域堪称相对湿润地区。

伊犁河集水区可分4部分：①特克斯河。为伊犁河西源，亦为最大支流，发源于哈萨克斯坦境内汗腾格里峰北坡，进入新疆后经昭苏、特克斯2县，在巩留县东北与巩乃斯河汇合后称伊犁河。年径流量86亿立方米，主要产生于哈尔克山北坡。②巩乃斯河。为伊犁河东源南支，发源于和静县西北角安迪尔山南坡，年径流量20亿立方米，向西穿过新源县境，至巩留县与特克斯河汇合。③喀什河。为伊犁河东源北支，源于天山北支南坡，向西穿过尼勒克县，至伊宁县雅马渡汇入伊犁河，年径流量39亿立方米。④雅马渡以下共有小支流39条，共产生年径流量21亿立方米。其中，北岸支流16条，共产生18亿立方米；南岸支流13条，共产生3亿立方米。

新疆境内伊犁河流域形似向西开口的三角形，有3条自西向东逐渐收缩的山脉，北为天山北支婆罗科努及伊连哈比尔尕山段，南为天山南支哈尔克及那拉提等山段，中为山势较低的克特绵、伊什格里克等山段。北部和中部山段之间为伊犁河谷与喀什河谷，南部和中部山段之间为特克斯河谷与巩乃斯河谷。因向西开口，全流域处于迎风面，降水丰富，谷地年降水量约300毫米，山地年降水量500～1000毫米。集水区内山地面积占68%，是径流丰富的重要原因。由于降水丰富，山地能自然形成植被，低山缓坡还能经营旱地农业，河谷平原的农田与林带则需要补充灌溉，但耗水不多。伊犁河流出国境的年径流量约130亿立方米。因流域范围处于天山最高峰地区，故降水多，流量丰富，落差也大，水能蕴藏量700多万千瓦，占新疆水能蕴藏总量21%，如全部开发，每年可得电能620亿度。开发条件好的水力地址有30多处，可装机300万千瓦，占新疆开发条件好的水力资源30%。

流域内植被覆盖度为新疆最高地区，平均覆盖度约90%。除雪线以上的常年冰雪带和雪线以下间有寒冻裸岩带外，其余地面均有植被。低山带为优质春秋草场，中山带为茂密云杉林，高山带为优质夏季草场。在巩留、新源、特克斯、霍城等地，还保存大片野果林，为第四纪冰川的孑遗植物。新疆是苹果故乡，以苹果作地名的地方至今仍存，霍城附近，元所建阿力麻里（突厥语，意为苹果）城，沿用至今（见新疆野果林）。流域内矿产资源丰富，已发现有远景的矿产20多种，分布于60多处。煤矿分布于伊宁、察布查尔、尼勒克、特克斯、昭苏等地。其中，侏罗系煤层分布广，储量大，质量好。铁矿主要集中于新源和昭苏，储量2000多万吨，大部为工业储量。其他有昭苏的锰，尼勒克的铜、铅、锌，特克斯的铜、镍伴生的钛矿和伊宁的钒矿。此外还有分布很广的铝土、耐火粘土、石英砂、砂金及白云母等矿产。

伊犁河由喀什河、巩乃斯河、特克斯河等汇集而成。年径流量180亿立方米，居新疆第一。河水流入哈萨克斯坦的巴尔喀什湖。河道密布，滩地辽阔，淡水沼泽200,000公顷，其中仅新源县芦苇丛40,000公顷，年捕鱼量约300吨。

新疆最湿润的谷地，年降水300毫米，年平均气温8.4℃。

主要植被：芦苇、石菖蒲、浮萍、蒲草、草、中亚泽芹等。

已建立四爪陆龟、黑蜂、小叶白腊、野核桃、云杉等自治区级自然保护区6个（总面积100,000公顷）、由农、林部门主管。

沼泽地牧场，捕鱼，农业和果园。

重要农、牧、林业生产基地。

水禽繁殖地，主要有凤头、苍鹭、大白鹭、大麻、黑鹳、灰雁、大天鹅、赤麻鸭、绿翅鸭、赤膀鸭、赤嘴潜鸭、白眼潜鸭、普通秋沙鸭、蓑羽鹤、长脚秧鸡、金眶、红脚鹬、白腰景鹬、矶鹬、扇尾沙锥、黑翅长脚鹬、嘴鹬、普通燕鸥等。曾记录到鸟类119种。

四爪陆龟的最后栖息地。

小叶白腊、野核桃等第四级冰斯遗留下来的树种，具有很高的科研、生产价值。

新疆大学、林科院、生土所等单位多次对该地进行过动植物调查。