吐哈盆地是吐鲁番坳陷（即吐鲁番盆地）和哈密坳陷（即哈密盆地）的统称。

盆地四周环山，西起喀拉乌成山，东至梧桐窝子泉附近，北依博格达山、巴里坤山和哈尔里克山；南抵觉罗塔格山。

盆地东西长660km，南北宽60～100km，总面积约53500K㎡。

吐哈盆地中、新生代侏罗系、白垩系及第三系三套层系获得了工业油气流，发现了鄯善弧形带、西部弧形带、北部山前带、红台构造带、红连构造带、胜北构造带等6个油气富集区带，探明了丘陵、鄯善、温吉桑、米登、巴喀、鄯勒、红台、红南、连木沁、玉果、恰勒坎、葡北、神泉、雁木西、吐鲁番及胜北3号等20多个油气田。如今的吐哈盆地已建成一个新兴的石油基地。