新疆乌鲁木齐天山国家森林公园位于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市境内，地跨米东区、水磨沟区、达坂城区，地理坐标为东经87°49′17″—88°07′28″，北纬43°38′06″—43°54′30″，规划总面积为24699.79公顷。

米泉林场于1956年10月成立，全称是米泉县冰草台子森林经营所。

1958年5月，改为米泉县林场，属米泉县地方林场，业务属于昌吉州林业局管理。

1965年9月，改为米泉林场，归属自治区林业厅管辖。

2008年，更名为新疆维吾尔自治区天山东部国有林管理局米泉分局，隶属新疆维吾尔自治区林业厅天山东部国有林管理局管理。

1992年12月，新疆维吾尔自治区林业厅同意米泉林场建立自治区级天山森林公园。

2015年1月，正式升级为新疆乌鲁木齐天山国家森林公园。

新疆乌鲁木齐天山国家森林公园位于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市境内，地跨米东区、水磨沟区、达坂城区，东部以水磨河为界与阜康相邻，西部至大石头沟与米东区相接。紧邻天池风景名胜区，属天池西线景区。地理坐标为东经87°49′17″—88°07′28″，北纬43°38′06″—43°54′30″。森林公园经营总面积为24699.79公顷。

新疆乌鲁木齐天山国家森林公园地处北天山东部，在博格达山西端，山体大体呈东西走向，属于天山地槽褶皱带的北天山地向斜褶皱带博格达复背斜。博格达峰北坡大地构造上属于天山纬向构造带，是天山地槽华力西褶皱带的一个复背斜，由新生代和第四纪运动拱曲以及破坏古种平原面断块所形成，境内山岭起伏很大。森林公园海拔最低处是位于公园西北部的呼浪峡，海拔1214米，海拔最高处位于公园东南部的塔士沟，海拔3549米。天山山脉在森林公园内逐渐趋于平缓，前山为丘陵地貌，相对高差100米左右，2800米以上高山冰雪地貌较为显著，地面表现破碎。在森林集中分布的中山、中低山区，地貌有明显的侵蚀切割，林内平均海拔2381米，高山区为夏牧场，中山区为森林地带和冬草场, 低山丘陵为春秋草场。

新疆乌鲁木齐天山国家森林公园区域位于亚欧大陆腹地，远离海洋，属中温带大陆性干旱气候。海拔3200米以上的高山区，终年寒冷无夏，降水量在600毫米左右，海拔1400—3200米地带是森林草原和山地草原，冬暖夏凉，雨量丰富，年平均气温-11.6℃，极端最低气温-33.4℃，7月平均气温17℃，极端最高气温32.5℃。年降水量300—400毫米左右，积雪20厘米。

新疆乌鲁木齐天山国家森林公园内有水磨河、铁厂沟、大石头沟、甘沟等河流，宽度一般在10—15米，各沟系流量不定。区域内所属水源，一部分靠天山积雪融化，一部分来自天山雨水，多属于季节性河流。

新疆乌鲁木齐天山国家森林公园植被属泛北极植物区亚非荒漠区准噶尔—哈萨克斯坦荒漠亚区天山北坡云杉林、草原及高山草甸植被区。植被主要有针叶林、阔叶林、针阔混交林和灌木林等四种类型。有维管束植物64科262属647种（含变种、亚种），包括蕨类植物7科10属15种、裸子植物3科6属8种、被子植物53科246属624种 。植物主要有榆树、白桦、柳树、欧洲山杨、密叶扬、雪岭云杉、麻黄、雪莲、贝母、甘草、天山桦、圆柏、芍药、大麻、车前草、蔷薇、蔷薇、绣线菊、忍冬、唐松草、苔草、粟草、柳叶菜、嵩草、珠芽蓼、斗篷草、金莲花、早熟禾等。

新疆乌鲁木齐天山国家森林公园内动物大致可分为中山森林草原动物群和低山草原灌丛动物群两个主要类群。其中国家一级保护动物有金雕、原麝、雪豹，国家二级保护动物有马鹿、天山盘羊、棕熊、猞猁、雪兔、秃鹫、雪鸡、红隼、阿波罗绢蝶等，自治区一级保护动物有狍鹿、松鸡和沙狐。

望夫石位于新疆乌鲁木齐天山国家森林公园甘沟内，沿山路前行，在距离甘沟管护所7千米处的地方。石体约5米高，2米宽，矗立在山边，远看非常像一位妇女怀抱婴儿直立在那儿等待着归家的丈夫，因此得名。

蝴蝶谷位于新疆乌鲁木齐天山国家森林公园大石头沟系中部，是一片由灌木覆盖的山谷，夏天吸引蝴蝶至此，包括荨麻蛱蝶、绢粉蝶、小蘖粉蝶等，尤以榆蛱蝶为主，数量不少于10万只，其中更有国家二级保护动物阿波罗绢蝶，因此命名。

冰草台子位于新疆乌鲁木齐天山国家森林公园哈熊沟西面，东西2千米，南北1千米，面积约3000亩，中间由流沙沟将大草台分为东西二处。草台上草高30—120厘米，覆盖度在90％以上，是牧民的刈草基地和冬牧场。

万瀑沟位于新疆乌鲁木齐天山国家森林公园玉希布早河水源源头处，距离哈熊沟中心管护站约5千米，由叠水构成，长约2.8千米，因此得名。万瀑沟的水源由降水、山泉水汇流而成，沿山体跌落，平均高差为1—4米。

九林瀑布位于新疆乌鲁木齐天山国家森林公园多坡子沟九林班内，由泉水汇聚成瀑布，沿山体跌落，落差15米，宽度1.5米左右，瀑布下有小水潭，面积约15平方米，深度约70厘米。冬季低温时形成冰瀑。

截至2017年，新疆乌鲁木齐天山国家森林公园保护利用设施建设项目总投资2千万元，包括设立科普馆。

截至2023年，新疆乌鲁木齐天山国家森林公园建有科普馆总面积16882平方米，其中科普馆建筑面积830.17平方米、老场部建筑面积706平方米，哈熊沟中心管护所建筑面积508平方米；三处生态停车场，分别在森林公园北出入口（峡门子）、哈熊沟游客服务中心、水墨天山健身步道，共计260个停车位。

2017年8月，新疆乌鲁木齐天山国家森林公园获得“森林康养建设示范基地”称号。

2019年8月，新疆维吾尔自治区科协认定新疆乌鲁木齐天山国家森林公园为科普教育基地。

新疆乌鲁木齐天山国家森林公园紧连216国道，西挨G3003乌鲁木齐东外环环城高速、乌鲁木齐市米东区景观大道。G3003环城高速北接G7京新高速，南通G30连霍高速、G314吐乌大高速公路。下G3003环城高速后通X169乡道、X139县道进入森林公园内。

旅游主干道：车行道总长66.5千米，其中主路宽10米，支路宽6米。主路总长60.5千米，共有4条，主要以砂石路面为主，包含沥青路面为20千米，以哈熊沟盘山路为主；独山子—东道坡—西多坡子沟，长21.9千米，包含沥青路面6.3千米；马牙山—勒克尔，长17.1千米，包含沥青路面3.4千米；甘沟—阿斯陶阿恰，长15.3千米，包含沥青路面5.2千米；大石头沟—富勒沟，长6.2千米，包含沥青路面5.1千米。

旅游支路：支路总长6千米，共有5条，主要以砂石路面为主，分别为：① 大塘沟—榆树沟，长0.7千米，砂石路面；② 东山—天山牧场三队，长1.2千米，砂石路面；③ 油龙子沟—南沟，长2.2千米，砂石路面；④ 大石头沟—白杨沟，长1.1千米，砂石路面；⑤ 东沟—祁家沟，长0.8千米，砂石路面。

步道和木栈道：步道长度为33千米，分为1条主线（18千米）和6条辅线（ 15千米）；冰草台子木栈道长3.3千米，宽1.5米。

自然山水游：新疆乌鲁木齐天山国家森林公园北出入口→山地河谷榆树林→天坑→哈熊沟盘山道→猩猩山→百花坡摄影基地→观日石→冰草台子→哈熊沟游客服务中心→一棵松达坂观景台→水磨河瀑布→独山子岩画→独山子出入口。

科普认知游：新疆乌鲁木齐天山国家森林公园独山子出入口→河谷文化亲自然径→水磨河瀑布→动植物观察体验径→特色植物园→森林生态科普馆→天山牧区生活馆→药用植物科普园地→森林公园北出入口。

民族风情游：新疆乌鲁木齐天山国家森林公园水墨天山出入口→水墨天山健身步道→蝴蝶谷→少数民族草原游牧文化基地→月亮亭→怪石坡观景平台→一棵松达坂→哈熊沟游客服务中心→天山牧区生活馆→北出入口。

森林康养游：新疆乌鲁木齐天山国家森林公园水墨天山出入口→水墨天山健身步道→水墨天山森林氧吧→露营基地→东沟瀑布→石仁子沟地质地貌自然教育处→大石头沟石刻→水墨天山出入口。