托木尔峰自然保护区位于新疆维吾尔自治区温宿县北部，与吉尔吉斯斯坦相接壤，地处东西向的托木尔山与南北向子午山岭的交界点。1980年建立，总面积10万公顷，保护对象是现代冰川、山地、荒漠、草原、森林混合生态系统。

　　托木尔峰自然保护区保护区为中高山山地。托木尔峰是我国境内天山山脉的最高峰，海拔7435.3米，其周围6800米以上的高峰有5座，600米以上的高峰15座。区内海拔4200米以上，终年冰雪不化，角峰、刃脊、冰斗、槽谷等冰蚀地形极为发育。

　　现代冰川以托峰为中心呈放射状随斜坡向下流动，西南有托木尔冰川，东南有东、西琼台兰冰川，北面有汗腾格里冰川和南伊内里切克冰川。5000米以上，有三级隐约可见的夷平面(4500～4000米、3500～3000米、2500～2400米)。

　　河谷上游倒石堆、冲积扇十分发育；河谷下游及山麓平原上，有古冰川造成的槽谷、侧碛、溧砾和终碛堤的遗迹。南坡湿暖，使南北坡垂直带谱产生明显差异。3600米北坡～4200米南坡为界，其上为永久积雪带，其下为生物繁衍生存地带。

　　托木尔峰保护区有高等植物670多种，植物垂直分布明显，国家保护植物有雪莲、黄芪等。

　　海拔1900～2300米为山地温带荒漠草原带，西北荒漠化较强，由于受山下干旱荒漠气候的强烈影响，植被表现出由荒漠向草原过渡的性质。植被组成有耐旱的丛生禾草，还有相当数量的荒漠成分。覆盖度因地形、土壤而异，一般为20～50%。本带植物总产量不高，但有不少优良牧草植物。

　　海拔2300～2600米为山地寒温带草原带，植物以克氏针茅草原植物分布最广，其他耐旱丛生禾草有冰草等。水分较好的河谷两侧生长少量杨、柳、桦。

　　海拔2600～2900米为亚高山寒温带草原森林带，阳坡或平缓地带，发育着小片雪岭云杉林，林相整齐，密度很大。海拔较高处，为稀疏云杉纯林；海拔较低处，云杉与帕米尔杨、绒毛杨、灰柳等混生；河边潮湿处为苔藓云杉林。林下灌木有刚毛忍冬、天山花楸、腺齿蔷薇等。组成草原植被的主要植物有羊茅、异燕麦和克氏针茅等。云杉林是培养真菌的温床，托峰地区的大型真菌近80%分布在云杉林下。本带草原植物生产量较高，草质优良，是传统的夏季牧场。

　　海拔2900～3900米为高山寒冷草甸带，在海拔3800米的坡麓，偶尔可见到像地毯一样铺盖在大地上的五花草甸。草丛不高，只有10厘米稍高一点。占优势的品种是珍芽蓼；其次是四萼红景天、橙舌飞蓬、点头虎耳草、土耳其报春花。海拔3000～3500米的古夷平面上有以硬叶蒿草、黑花苔草占优势的高山草甸，草层高10～30厘米，覆盖度为50%～60%，该带是保护区的中心区，有许多珍稀动物栖息。

　　海拔3900～4500米为高山寒冻垫状植被带，这里冰冻风化作用强烈，巨大的岩块不断从高处崩落到较低处，并进一步裂解为小块。陡峻的山坡下有成排的碎屑堆，石缝中生长着长蕊青兰、膨萼黄芪以及著名的中草药雪莲。裸岩上发育多种适应高寒气候的地衣。较平整处有四蕊山莓草、对生叶虎耳草、双花萎陵菜等。

　　海拔4500～7435.3米为高山冰雪带。

　　保护区陆栖脊椎动物兽类有31种，鸟类有81种，其中留鸟38种，夏候鸟43种。国家级保护动物有雪豹、北山羊、盘羊、岩羊、马鹿、雪鸡等。

　　托峰地区的冰雪资源是我国天山西部绿洲农业赖以依存在的支柱，雪总储量达4954.29亿立方米，相当于珠穆朗玛峰冰雪总量的4倍。年溶水48亿立方米，仅流向南疆的就达35亿立方米。对于气候干旱的天山西部的绿洲来说，是一个天然大水库。动植物种类丰富，是一个良好的物种基因库，是我国西部地区一处较好的天然地学实验室和科学旅游地，是研究地质学、地貌学、冰川学、气象学、水文学、植物学及地理学一个不可多得的良好场所。