No norte, as Terras Altas do Norte estendem-se em semicírculo ao longo da fronteira da Mongólia. A maior amplitude nesta área é a Serra de Altai, com alturas médias de aproximadamente 4.500 pés (1.400 metros) acima do nível do mar. As encostas das Montanhas Altai no lado chinês (ocidental) são relativamente suaves, com numerosas colinas onduladas e em forma de cúpula.

A Bacia de Junggar em forma triangular, ou Dzungaria, com uma área de cerca de 147.000 milhas quadradas (380.000 km quadrados), faz fronteira com as montanhas Altai no nordeste, Tien Shan no sul, e as montanhas Zhongghar (Dzungarian) Alatau (Alataw) (principalmente do Cazaquistão) no noroeste. A bacia está aberta tanto a leste como a oeste. Ela contém um anel de oásis no sopé das montanhas circundantes e uma estepe e uma cintura do deserto no centro da depressão.

O Tien Shan ocupa quase um quarto da área de Xinjiang. As montanhas estendem-se na região a partir do Cazaquistão, Quirguistão e Tajiquistão e correm para leste da fronteira por cerca de 1.000 milhas (1.600 km). Elas são mais altas no oeste e afuniladas ligeiramente para leste. As montanhas mais altas são Khan Tängiri (Hantengri) na fronteira do Cazaquistão, que se eleva a uma altitude de 6.995 metros; e o Pico da Vitória (Pik Pobedy russo) na fronteira do Quirguistão, que atinge 24.406 pés (7.439 metros). Encontram-se num aglomerado de montanhas, de onde as cristas se estendem para sudoeste ao longo da fronteira entre a China e o Quirguizistão. O Tien Shan é perpetuamente coberto por neve, e numerosos glaciares longos descem as suas encostas de extensos campos de neve.

A Bacia do Tarim é rodeada pelo Tien Shan a norte, a cordilheira dos Pamirs a oeste, e as montanhas Kunlun a sul. Ocupa cerca de metade de Xinjiang, estendendo-se cerca de 850 milhas (1.370 km) de oeste para leste e cerca de 350 (560 km) milhas de norte para sul. A bacia é constituída por um deserto central, ventiladores aluviais no sopé das montanhas e oásis isolados. O deserto – o Takla Makan – cobre uma área de aproximadamente 123.550 milhas quadradas (320.000 km quadrados) e é quase árido. O núcleo da bacia tem uma elevação que varia de cerca de 4.000 pés (1.200 metros) acima do nível do mar no oeste até cerca de 760 metros (2.500 pés) no leste. No entanto, a depressão Turfan (Tulufan) a nordeste de Takla Makan e entre as cadeias montanhosas Bogda e Qoltag a norte e sul, respectivamente, está a 154 metros abaixo do nível do mar.

As montanhas Kunlun formam a muralha norte do Planalto do Tibete. Com os seus picos mais altos ultrapassando os 7.300 metros (24.000 pés), a parte central da cordilheira forma uma barreira quase impenetrável ao movimento de norte para sul. Há passagens a oeste e leste, como o Karakoram na região de Caxemira e o Korgan em Xinjiang. No leste, as montanhas Altun viram para nordeste e eventualmente fundem-se com as montanhas Qilian na província de Gansu.