新疆托木尔峰国家级自然保护区位于新疆维吾尔自治区阿克苏地区温宿县境内。保护区地理坐标为东经79°50′25″～80°53′38″，北纬41°40′00″～42°21′56″，总面积380480公顷，属森林生态系统类型自然保护区，其中核心区面积216646.37公顷，缓冲区面积86642.55公顷，实验区面积77191.08公顷。保护区始建于1980年，2003年经国务院批准晋升为国家级自然保护区。

托木尔峰自然保护区位于天山中部主峰带。总体地势北高南低，最高点为托木尔峰，海拔7443米，最低海拔1900米，相对高差5543米。保护区地貌垂直带十分明显，从山顶到山麓涵盖了12种地貌类型：冰川积雪覆盖的极高山和高山、高山、中山、低山、丘陵、冰碛平原、冰水平原、山前洪积倾斜平原、山前洪积—冲积扇倾斜平原、河流冲积平原、沼泽平原和风沙地貌。海拔4000米以上的山地面积占60%。保护区位于天山南坡，毗邻塔克拉玛干大沙漠，属温带大陆性气候，自然保护区南坡和山前地带分属于暖温带半干旱和干旱地区，主要特征是具有强烈的大陆性和高山气候，气温的年较差和日较差大。保护区属于塔里木河流域，发育有5条较大的近南北向河流，分别为托木尔苏河、柯柯牙尔河、台兰河、喀啦玉尔滚河和木札尔特河。

托木尔峰自然保护区主要保护高山冰川和其下部的森林和野生动植物及其生境。据科考调查统计，保护区有维管束植物83科397属1218种，其中蕨类植物5科6属9种，裸子植物3科3属7种，被子植物75科388属1202种。另有大型真菌24科69属180种，地衣23科49属120种。保护区内共记录到野生脊椎动物24目57科152种，其中鱼类1目2科7种，两栖类1目1科1种，爬行类1目1科2种，鸟类16目37科114种，兽类5目16科28种。国家一级重点保护野生动物有黑鹳、金雕、白肩雕、雪豹等，国家二级重点保护野生动物有北山羊、普通鵟、棕熊、兔狲、马鹿等。