沙灣縣位於新疆維吾爾自治區北部，石河子市西側，天山北坡，准噶爾盆地南緣。東與石河子市、瑪納斯縣相鄰，南與和靜縣、尼勒克縣相接，西與烏蘇市、奎屯市、克拉瑪依市相連，北與和布克賽爾蒙古自治縣相交。有漢、哈、回、維等24個民族。地勢南高北低，南部為天山支脈依連哈比爾尕山，中部為山前洪積—沖積綠洲平原，北部為古爾班通古特沙漠。水資源有瑪納斯河、寧家河、金溝河、大南溝河和安集海水庫等。屬北溫帶大陸性乾旱氣候，日照充足，熱量豐富，四季分明，年均氣溫6.9℃，年均降水185毫米。沙灣縣位於新疆維吾爾自治區西北部，主要有天山溫泉、鹿角灣、蒙古廟、水溝東大塘、老君廟、岩畫、古化石等名勝古蹟。
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