温宿托木尔峰国家高山自然保护区不仅是天山最大的现代冰川作用中心，也是古冰川遗迹保存最完整的地方，尤其以温宿县境内的托木尔峰山区南坡更为典型。在冰雪覆盖的高山区，共有现代冰川629条，其中属于我国境内冰川197条及东部冰川144条的大部分都在温宿境内。山区冰川的总储水量为5000亿立方米，相当于珠穆郎玛峰地区冰川储量1326亿立方米的近4倍。巨大的固体水库，不仅为绿洲经济提供了生命的源泉，而且构造了一个独特奇绝的旅游胜地。

唐代以来，途经此处的人们都对托木尔峰地区的冰川、峰景、气候等留下了生动的记载。在《大唐西域记》和《大慈恩寺三藏法师传》中玄奘高僧最早记载了托木尔峰地区的冰川奇观。清代著名文学家、方志学家洪亮吉曾随伊犁将军书麟亲临此处，著有《冰山赞》，文中写到：阴阳显晦，倏尔万变。飞仙失足，亦堕无间。冰梢烁日，波末闪电。清商夜聆，奇鬼昼见。危兹达坂，高乃百盘。南池于阗，北走大宛。汹汹隆隆，地轴半拆；燏燏烁烁，天宇五色。

温宿托木尔峰国家高山自然保护区坐落着海拔7435米的天山最高峰托木尔峰，分布着世界排名第二、中国排名第一大冰川——托木尔峰冰川，有世界上独一无二的盐丘地貌——博孜墩盐山，有驰名疆内外的木扎特古道（夏塔古道），有绵延不绝的原始森林和风景秀丽的高山河谷草原；有主要河流7条，有兽类13科24属31种，有高等植物80科323属670余种。共有“现代冰川” 509条，总面积2746平方公里。规模较大的冰川有：大库孜巴依冰川、小库孜巴依冰川、小台兰冰川、托木尔冰川、东托木尔冰川、东琼台兰冰川和西琼台兰冰川，每个冰川都有大小冰湖、冰蘑菇、冰溶洞、冰柱、冰塔林、冰墙、冰桥若干，景色绮丽，美轮美奂。

托木尔峰国家高山自然保护区以其独特的自然景观资源吸引着大批中外科学考察和登山、探险旅游团队。50年代以来曾先后接待来自美、日、苏联、新加坡等国科考、登山探险队40余人次。1977年7月25日，中国科学院登山队17名成员胜利登上托木尔峰顶，将红色金属觇标第一次竖立在托木尔峰上，并准确测定其高程为海拔7435.29米。目前，天山主峰托木尔峰区域已被列入世界自然遗产申报名录。