火焰山横卧于新疆吐鲁番盆地中部。东起鄯善，西至吐鲁番，东西长100公里，南北宽10公里。一般高度为500米左右，高峰在鄯善吐峪沟附近，海拨831.7米。高峰在胜金口附近，海拔达831米。出吐鲁番市往东，沿公路坐车或行走10多公里即可见到。
        据地质学家说，火焰山是天山东部博格达山南坡前山带一个短小的褶皱，形成于喜马拉雅造山运动期间，距今约有二千万年。关于此山的形成有个生动的传说：古时候，天山有一条恶龙经常吃童男童女。一位叫哈拉和卓的青年决心降伏恶龙。他手执宝剑，与恶龙激战3天3夜，终于腰斩了恶龙，并把恶龙斩成10截。死龙不再颤动，变成一座红山，被斩开处变成了山中的峡谷。  
        火焰山山体属红砂岩，山上几乎寸草不生。周围地势特低，气候炎热干燥。酷夏十分炎热，高气温高达摄氏47.8度，高温度高达摄氏70度以上，沙窝里可烤熟鸡蛋。是全国热的地方。山色青红似火，在阳光照射下，如烈焰发光，远远望去，10多个山头，均呈橘红色，在烈日的照耀下，宛若燃烧着的熊熊大火，明初人们将其自然外貌与炎热气候相联系，名为火焰山。由于地壳运动断裂与河水切割，山腹中留下许多沟谷，主要有桃儿沟、木头沟、吐峪沟、连木沁沟、苏伯沟等。而这些沟谷中却绿荫蔽日，风景秀丽，流水潺潺，瓜果飘香。
        火焰山有其独特的自然面貌，加上明代晚期吴承恩将唐三藏取经受阻火焰山，孙悟空三借芭蕉扇的故事写进著名古代小说《西游记》，把火焰山与唐僧、孙悟空、铁扇公主、牛魔王联系在一起，使火焰山披上一层神奇色彩，成了一座天下奇山，成了人们向往的游览胜地。
        火焰山地处"丝绸之路"北道上，至今留存许多文化古迹。