Кашгар расположен там, где сходятся отроги Тянь-Шаня и Куньлуня, у подножия Памирских гор.

Кашгария — лёссовый оазис на крайнем западе Таримской впадины. К востоку от города — пустыня, к западу — высокогорье. Климат предельно сухой, число осадков за год не превышает 100 мм. Вода поступает из реки Кашгар и многочисленных колодцев.