新疆西天山国家级自然保护区位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州巩留县东部，坐落在中天山西段。保护区地理坐标为东经82°51′～83°06′，北纬43°03′～43°15′，总面积31217公顷，属森林生态系统类型自然保护区，其中核心区面积12956公顷，缓冲区面积9203公顷，实验区面积9058公顷。保护区始建于1983年，2000年经国务院批准晋升为国家级自然保护区。

西天山自然保护区南、北、东三面高山环绕，北面有北天山的科古琴山及婆罗科努山，南面有南天山的哈尔克山，两座山会合后，形成一个喇叭口，西面开阔而地势低，东面狭窄而地势高。保护区内地势险峻，坡度陡峭，群峰林立，总趋势南高北低，最高海拔4100米，最低海拔1100米，区内群峰大部分在海拔3000～3700米之间。保护区属温带亚湿润中霜区，其谷地地势向西倾斜而开阔，有来自西部的暖湿气流从伊犁河谷进入，受到高山阻挡形成丰富的降水，又因它地势北、东、南三面有高山环绕，阻隔了蒙古高气压的干燥气流和南下的西伯利亚寒流的侵扰，也免受了南疆干热风的影响。加之森林的涵养蓄水作用，保护区比新疆其他地区雨量充沛，气候温和、湿润。保护区是巩留县丰水区，河流密布，地表径流稳定，流量大，集水面积广，河流水源补给充足。保护区内3条主要沟系均有发源于那拉提山系的高山冰川，积雪带下缘库尔德宁，沙特布拉克和协天德3条河流，年总径流量超过1.96亿m³，是伊犁河重要的二级支流。

西天山自然保护区以雪岭云杉及其变种天山云杉组成的山地森林，野苹果、野山杏、黑鹳等珍稀动植物为主要保护对象。经初步统计，保护区有大型真菌20科55属90种，植物有70科339属752种，区系成分复杂。国家二级重点保护野生植物有新疆野苹果、雪莲、红景天等。保护区内共有陆栖脊椎动物146种，其中鸟纲101种，哺乳纲35种，爬行纲7种，两栖纲3种。昆虫有4纲25目194种。国家一级重点保护野生动物有黑鹳、金雕、雪豹等，国家二级重点保护野生动物有普通鵟、斑尾林鸽、水獭、兔狲等。