Tian Shan sijaitsee Taklamakanin aavikolta pohjoiseen ja länteen ja suoraan Kazachstanin, Kirgisian ja Xinjiangin rajaseutualueella sijaitsevasta Tarimin altaasta pohjois-Kiinassa. Se yhdistyy etelässä Pamirin vuoristoon ja pohjoiseen ja itään se kohtaa Mongolian Altai-vuoret.
Taklamakanin aavikon pohjoispuolella ja lännessä ja suoraan Tarimin altaasta pohjoispuolella Kazakstanin rajaseudulla