Bồn địa Fergana là vùng sụt lún rộng lớn ở giữa dãy núi Thiên Sơn và dãy núi Gissar - Alay, phần lớn nằm ở phía đông Uzbekistan, một phần nằm ở biên giới hai nước Tajikistan và Kyrgyzstan. Bồn địa có hình tam giác, diện tích 22.000 kilômét vuông (8.500 dặm Anh vuông). Phía tây bắc lấy hai dãy núi Chatkal và Kurama làm ranh giới, phía đông bắc lấy dãy núi Fergana làm ranh giới, phía nam gần kề hai dãy núi Alay và Turkestan. Phía tây nối liền với hẻm núi Khujand dài hẹp và thảo nguyên Mirzacho'l.

Phía đông bồn địa cao trên 1.000 mét, dốc thoai thoải về phía tây, đến lúc gặp Khujand thì đạt độ cao 315 mét, ven rìa là khu vực gò đồi thấp và trọc. Rất nhiều sông suối từ trên núi chảy xuống xuyên qua giữa các gò đồi, tưới rót ốc đảo màu mỡ liên tục không ngừng, trung tâm bồn địa là thảo nguyên Yazyavan phân bố đầy đầm kiềm muối và đồi cát.

Bồn địa Fergana thuộc khí hậu lục địa, mùa đông không quá lạnh, mùa hè nóng nực, lượng giáng thuỷ rất ít, đặc biệt phía tây của bồn địa là khô hạn nhất. Dòng sông chủ yếu là sông Syr, chảy dọc sát rìa phía bắc của bồn địa. Phần lớn dòng sông khác dùng hoàn toàn cho việc tưới tiêu; có một số kênh tưới tiêu lớn như kênh đào Đại Fergana, Nam Fergana và Bắc Fergana.

Bồn địa Fergana là một trong những khu vực có nhân khẩu đông đúc nhất ở Trung Á, là vùng sản xuất chủ yếu của cây bông, trái cây và tơ sống. Khoáng sản đã khai thác có than đá, dầu thô, thuỷ ngân, stibium và ozokerit. Thành phố chủ yếu có Khujand, Kokand, Fergana, Margilan, Andijan, Namangan, Osh và Jalal-Abad.