在新疆维吾尔自治区东北部、天山东段北麓、准噶尔盆地东南缘。属昌吉回族自治州。面积1.8万平方千米。人口8.5万，汉族占66.7%，哈萨克族占23%。辖3镇、7乡。县人民政府驻木垒镇。木垒清代写作“穆垒”，即古“蒲类”之转音，后逐渐写作“木垒”。1917年设奇台分驻木垒河县佐，1930年建木垒河县。1949年属迪化专区。1954年建木垒哈萨克自治区，次年改称自治县，属乌鲁木齐专区。1958年改属昌吉回族自治州。境内南、东、北临山，中部广袤的戈壁有沙漠横贯。属温带大陆性气候。全境最高点是天山山脉中的大顶，海拔3483.7米。自东向西有博斯坦河、白杨河、木垒河、东城河、水磨沟河、英格堡河等山溪，当数木垒河为最。属中温带大陆性干旱气候。农产小麦、白豌豆、糜谷、油菜籽、甜菜、葵花、大豆、大蒜等。畜产牛、马、骆驼、驴、羊、猪。所产粉丝、淀粉有名。矿以无烟煤为主，另有盐、金、铬、铜、石灰石等。工业以农牧产品加工为主。交通以乌木公路为主。名胜古迹有四道沟氏族公社晚期村落遗址、原始胡杨林、鸣沙山。