铁木里克位于柴达木盆地西缘，地处阿尔金山与昆仑山之间的干旱地带。铁木里克河由山地冰川融水补给，向东流向内陆盆地；部分河段的水渗入地下，随后又以泉水形式出露。在干旱的环境中，河流与泉水同周围荒漠和高山形成鲜明对照。