L'Uzbekistan confina a ovest con il Turkmenistan, a nord e a est con il Kazakistan e a sud con il Kirghizistan, il Tagikistan e per un breve tratto con l'Afghanistan. È un paese pianeggiante e monotono le cui dimensioni corrispondono più o meno a quelle della Svezia - oltre due terzi della superficie, per lo più la parte occidentale, sono costituiti da steppa e deserto. L'unica zona un po' più fertile è il delta, dove ciò che rimane dell'Amu-Darya sfocia in quello che resta del lago d'Aral. Al contrario, l'Uzbekistan orientale si eleva in direzione delle montagne dei paesi vicini ed è qui che nascono le maggiori arterie fluviali. Il principale fiume della regione, l'Amu Darya, segna gran parte del confine con l'Afghanistan e il Turkmenistan. Il territorio agricolo più fertile (e quindi il grosso della popolazione) si concentra alle pendici delle montagne, in prossimità delle pianure alluvionali e lungo i tre grandi fiumi del paese.
Diversi programmi varati in epoca sovietica hanno tuttora funeste conseguenze sul paese. Negli anni '60 i pianificatori sovietici decisero di aumentare la produzione di cotone ampliando la rete d'irrigazione, il che significò deviare il corso delle acque che confluivano nel lago d'Aral, nel nord del paese. A causa di questi interventi l'afflusso d'acqua alla foce è diminuito del 75% e la superficie del lago si è ridotta della metà. L'industria locale incentrata sulla pesca è crollata, il clima ha subito modifiche (la siccità è aumentata di quattro volte rispetto agli anni '50) e l'aumento della salinità del terreno e dell'acqua, nonché i residui chimici della coltivazione del cotone, hanno causato un danno enorme alla popolazione, così come alla flora e alla fauna endemiche. Altri danni sono stati provocati da progetti d'irrigazione varati nelle steppe uzbeke che hanno causato il degrado del terreno, l'inquinamento delle acque, erosione su vasta scala, aridità e salinità.
Le temperature sono estremamente variabili, con escursioni termiche notturne che raggiungono anche i 20°C ed enormi differenze tra i deserti e le zone montuose. Le precipitazioni sono minime, tranne alle altitudini elevate - la concentrazione maggiore si ha nei mesi di marzo e aprile e ottobre e novembre, quando tutto diventa fango. Le pianure sono piacevoli da maggio ai primi di giugno e da settembre a inizio ottobre. L'estate è torrida con temperature che raggiungono i 40°C a Tashkent e i 50°C nell'Uzbekistan meridionale. In inverno (gennaio e febbraio) le temperature diurne oscillano tra i -5°C e i 10°C.
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