Крупнейшая бессточная река в Китае. Находится в Синьцзян-Уйгурском автономном районе в северной части Таримской впадины. В верхнем течении имеет три истока. Это река Аксу, берущая начало в горах Тяньшань, и реки Яркенд и Хотан, берущие начало в горах Каракорум, — в уезде Ават они сливаются и образуют реку Тарим. К югу от уезда Юйли река изгибается и поворачивает на юго-восток, пересекает северо-восточную часть пустыни Такла-Макан и впадает в водохранилище Дасихайцзы в районе Тиканлика. Длина реки от верховья Яркенда до водохранилища составляет 2000 км, а от места слияния рек до водохранилища — 800 км. Площадь речного бассейна 198 тыс. км2. За время своего существования река Тарим много раз меняла русло. В 1921 г. она сместилась к северу в нижнем течении и потекла на восток параллельно реке Кончедарья, впадая в озеро Лобнор. В 1952 г. на среднем участке реки начали строить Таримскую дамбу, чтобы преградить ей путь к реке Кончедарья. Тогда основное течение Тарим вернулось в прежнее русло в районе Тиканлика, река повернула на юго-восток и стала впадать в озеро Карабуранколь. В настоящее время река Тарим впадает только в водохранилище Дасихайцзы в Тиканлике, а озеро Карабуранколь пересохло. Главными истоками реки Тарим являются реки Аксу (72% вод), Хотан (22,5%) и Яркенд (5,5%). В районе станции Арал на верхнем участке реки ежегодно сбрасывается 4,9 млрд кубометров воды, по ходу течения происходят обильные испарения и утечка воды, это и привело в итоге к прекращению поступления воды в озеро Карабуранколь и к гибели значительного количества деревьев. Зеленая древесная галерея, которая тянется с юга на север Таримской впадины, находится на грани исчезновения.
