塔克拉玛干沙漠，中国最大、世界第十大及世界第二大流动沙漠，位于新疆南疆的塔里木盆地中心，地理坐标介于北纬36°50'~41°10'，东经77°40'~88°20'。沙漠东西长约1000公里，南北宽约400公里，面积达33万平方公里。
塔克拉玛干沙漠在《禹贡》《山海经》等中国古老地理著作中已有记载，但直到20世纪才得名。其形成于530万年前的上新世初期，与构造运动和古地理轮廓密切相关。该沙漠气候极端干旱，属于暖温带干旱气候，平均年降水不超过100毫米，而平均蒸发量却高达2500～3400毫米。沙漠中沙丘绵延，金字塔形沙丘高度可达300米，受风影响时常移动。沙漠植被稀少但根系发达，动物则有夏眠现象。此外，塔克拉玛干沙漠地表流沙丰富，风沙灾害频繁。
从南到北，横穿塔克拉玛干沙漠的大河流有叶尔羌河、和田河、克里雅河和车尔臣/且末河等4条自然河流。
和田河源于昆仑山，呈南北走向，由喀拉喀什河与玉龙喀什河两大源流汇聚而成。两河分别发源于阿克赛钦喀喇昆仑山脉南端的冰河及策勒县南部的昆仑山北坡，均源自高山降水或冰雪融水。汇合后称和田河，继续南北流向，至阿瓦提县肖夹克段长约319公里。
和田河是目前唯一穿越塔克拉玛干沙漠的河流，全长1127公里，流域面积4.9万平方公里，年均径流量23.1亿立方米。虽非全年穿越沙漠，但在洪水雨季能成功穿透，全年约9个月仅流至和田县域最北端。作为塔里木河三大源头之一，和田河每年为塔里木河注入超过11亿立方米水源，占比约22.5%。
塔克拉玛干沙漠腹地干旱少雨，但其南缘昆仑群山雪山巍峨，冰川密布。夏季时，山谷深处降水丰沛，冬季则以雨雪形式降水。夏季冰川融化，水源充沛，使和田河能在夏季一举穿越400公里宽的塔克拉玛干沙漠。
其他河流如克里雅河难以穿越沙漠，主要因其南缘山脉冰川雪山资源不如和田河丰富，降水及冰雪融水量显著较少。
与同为塔里木河源头的叶尔羌河相比，和田河注入塔里木河的流量更大，约为叶尔羌河的数倍。叶尔羌河虽也源自冰川雪山，但其下游输入塔里木河的流量年均仅约3.3亿立方米。
这表明，塔里木河夏季流量大增甚至泛滥，多由和田河所致。
中国最大的内陆河——塔里木河流域
塔里木河流域，位于天山南麓，帕米尔高原东侧，横跨喀喇昆仑山、昆仑山、阿尔金山北坡，其范围广泛，包括塔里木盆地周边向心聚流的九大水系及塔里木河干流、塔克拉玛干沙漠和东部荒漠三大区域。流域总面积达102万平方公里，年总水量注入塔里木盆地达398亿立方米。
九大水系的历史演变：
历史背景：历史上，这九大水系都曾有水汇入塔里木河。
重大变化：然而，由于历史变迁和近代人类活动的深刻影响，塔里木河水系发生了显著变化。克里雅河等小河水系在500至1000年前已停止注入塔里木河；喀什噶尔河、渭干河在清朝末年亦不再流入；孔雀河下游则在20世纪70年代初断流，直接导致塔里木河下游的罗布泊和台特马湖干涸。
现状：目前，与塔里木河干流保持地表水联系的仅有和田河、叶尔羌河和阿克苏河水系，被合称为“塔里木河三源流”。此外，开都河—孔雀河通过库尔勒—塔里木干渠也能向塔里木河下游供水，形成“四源一干”的局面。渭干河则仅有少量农田排水汇入塔里木河干流。
“四源一干”的详细情况：
流域面积：“四源一干”的流域总面积为25.86万平方公里，其中中国境内面积占23.62万平方公里。
年径流量：多年平均年径流量达到256.7亿立方米。
干流长度：塔里木河干流自肖夹克起始，沿塔克拉玛干沙漠北缘东流，至尉犁县铁干里克后折向东南，最终注入台特玛湖。肖夹克以下的干流长度为1,321公里。若从叶尔羌河河源（即塔里木河河源）算起至台特玛湖，河流全长则为2,437公里。