历史文化底蕴深厚，在5000多公里古“丝绸之路”的南、北、中三条干线上，分布着众多的古遗址、古墓葬、石窟寺等人文景观，其中高昌故城、交河故城、北庭故城遗址、克孜尔尕哈烽燧、克孜尔石窟、苏巴什佛寺遗址等6处遗产地成为新疆首批世界文化遗产。吉木乃县通天洞遗址、尼勒克县吉仁台沟遗址、奇台县石城子遗址、尉犁县克亚克库都克烽燧遗址四项考古发掘先后入选2017、2018、2019和2021年“全国十大考古新发现”。全区共有不可移动文物9542处（含兵团），其中世界文化遗产地6处、全国重点文物保护单位133处、自治区级文物保护单位620处，对外开放文物保护单位243处。