Пустыня занимает гигантскую котловину, ограниченную с севера горами Тянь-Шаня, с запада - Памира, с юга - Тибетским нагорьем и горами Кунь-Лунь. Водные потоки, стекающие с гор, сливаются в большую реку Тарим, которая может широко разливаться в период летнего таяния снегов в горах. Река пресекает пустыню с запада на восток и постепенно иссякет в песках. По берегам Тарима растут тугайные леса, заросли тростника и тамариска.
Пустыня Такла-Макан является одним из мест действия повести "Излучатель доброты".
