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温宿大峡谷地处天山山脉中段南麓前山区、温宿县博孜敦柯尔克孜民族乡境内，又称“天山托木尔大峡谷”、“库都鲁克（维语‘惊险、神秘’）大峡谷”，峡谷东西长约25公里，南北宽约20公里，总面积约200平方千米，主要地貌包括丹霞、雅丹、岩盐喀斯特、盐丘底劈构造地貌，与托木尔雪峰形成壮美景观。2021年，大峡谷与塔格拉克村等整合为“天山托木尔景区”，2013年作为新疆天山的一部分，被联合国教科文组织列入世界遗产名录。
温宿大峡谷一带历史上是通往木扎尔特古道（沟通南北天山的驿路）的必经之地，也是古丝绸之路上沟通西域南北的重要商道之一，传说玄奘西天取经曾从此路过。其发现于2002年6月，由3条主谷和12条支谷、上百条小支谷组成，该峡谷发育于白垩纪湖相沉积地层，经天山隆起和冰川切割形成红层地貌，分布有盐丘底劈构造、盐岩喀斯特等地质遗迹。
温宿大峡谷内还包含独特的盐谷地貌，其形成可追溯至6000多万年前的古地中海时期。随着海陆变迁，古地中海海水退出后残留的海水蒸发，在此沉积了巨厚的盐层，储量约300亿吨。后期地壳运动使这些深埋的盐层受挤压抬升并部分裸露于地表，与周围的红色岩层交织，形成“红白分明”的地貌景观。