在漢唐時，由於中原和西域交流密切，塔裏木盆地的舞蹈、音樂、服飾、工藝、農桑技藝以及語言、文字、傳說等，與中原文化發生深刻交流和滲透。
龜茲古國地處古絲綢之路上的交通要衝，曾經是西域地區政治、經濟和文化的中心。佛教從印度先傳入這裏，形成“西域佛教”後，再傳入中原。
石窟則是佛教藝術的重要形式，通過建築和壁畫來宣傳佛教教義。龜茲石窟窟群比較集中，壁畫內容豐富，不僅有表現佛教故事的壁畫，還有大量表現世俗生活情景的壁畫。
龜茲石窟是一部古龜茲文化的百科全書。而在龜茲石窟群中，始鑿於東漢末年的克孜爾石窟被視為群芳之冠。
龜茲在東晉時期出了一位名人，叫鳩摩羅什，是當時公認的包括天竺和中原在內，佛門在世第一高僧。前秦君主苻堅仰慕他的名望，派遣駐守在嘉峪關的大將呂光前往邀請。誰知龜茲國國王不肯答應。呂光大怒，率30000鐵騎，破了龜茲城，強行帶走高僧。
鳩摩羅什沿著塔裏木河，離開了故國，他後來成為我國一大譯經家。他率弟子僧肇等八百餘人，對佛教幾乎全部關鍵名詞都給出了詳細、深入淺出的解釋，深受群眾喜愛，因而廣為流傳，對於佛教在我國的發展和普及，鳩摩羅什居功至偉。
647年，唐朝在龜茲設立安西都護府，統轄龜茲、於闐、疏勒、碎葉等廣大地區。唐高宗李治年間，唐王朝又將西域都護府升格為安西大都護府，移置於龜茲。
這期間，各類軍事家、外交家、文人、商賈、高僧等人物雲集龜茲，給龜茲留下了燦爛的文化遺產，而龜茲的很多飲食、歌舞、生活習慣等，也傳播到了當時最大的城市——長安。
據《新唐書》等史書記載，僅“龜茲樂”就配有18種樂器演奏，主要有琵琶、篳篥、羯鼓等彈撥、打擊、吹奏樂器。
唐朝詩人李頎著有《聽安萬善吹篳篥歌》，詩文中寫到了一種從龜茲傳播到大唐的歌舞樂器：
南山截竹為篳篥，此樂本自龜茲出。
流傳漢地曲轉奇，涼州胡人為我吹。
傍鄰聞者多歎息，遠客思鄉皆淚垂。
世人解聽不解賞，長飆風中自來往。
枯桑老柏寒颼飅，九雛鳴鳳亂啾啾。
龍吟虎嘯一時發，萬籟百泉相與秋。
忽然更作漁陽摻，黃雲蕭條白日暗，
變調如聞楊柳春，上林繁華照眼新。
歲夜高堂列明燭，美酒一杯聲一曲。
塔裏木河曆史上源流眾多，水係複雜，主河道遊蕩不定。塔河上遊有三源，阿克蘇河源出於天山山脈，葉爾羌河及和田河源出於喀喇昆侖山脈，在阿瓦提縣肖夾克附近彙合後稱塔裏木河。
因季節差異，塔河河水流量變化很大。每當進入酷熱夏季，積雪、冰川融化，河水流量急劇增長，就像一匹無疆的野馬奔騰咆哮著穿行在萬裏荒漠和草原上，這就是塔裏木河別名的由來。
源於昆侖山北坡的克裏雅河、尼雅河、車爾臣河等河，離塔裏木河較遠，古代汛期可能有洪水彙入塔裏木河，後亦因灌溉引水，已消失於灌區或沙漠中。各河地下徑流最後歸宿點可能仍是羅布窪地。因此，塔裏木盆地所有河流都屬於塔裏木水係。
位於塔裏木盆地東部，曾是我國第二大內陸湖的羅布泊，既是塔裏木河又是孔雀河的尾閭，因地處塔裏木盆地東部的古“絲綢之路”要衝而著稱於世。漢代，羅布泊“廣袤三百裏，其水亭居，冬夏不增減”。羅布泊在三百多年以前湖水較多，那時候的羅布泊是牛馬成群、綠林環繞、河流清澈的生命綠洲，後來湖水減少，樓蘭城成為廢墟。羅布泊僅為大片鹽殼。
數百年來，塔裏木河洪水漫灘形成了眾多的小河湖泊，茂盛的植被和草原使中遊流域成為塔裏木最佳的生態區域。
塔裏木河獨特的生態係統，在蒼茫沙海中形成了沙漠森林和沙漠草原景觀。塔克拉瑪幹沙漠位於我國新疆的塔裏木盆地中央，是我國最大的沙漠，也是世界第二大沙漠，同時亦是世界第一大流動沙漠。
這裏有我國最大的內陸淡水湖博斯騰湖，古稱西海。《漢書.域傳》中的“焉耆近海”、北魏《水經注》中的“敦薨浦”，均指此湖，唐謂“魚海”，清代中期定名為博斯騰湖。
博斯騰湖風光瑰麗，集大漠與水鄉景色於一體。該湖水域遼闊，煙波浩渺。西南小湖區，河道蜿蜒，蘆葦叢生，荷花怒放，禽鳴魚躍，一派江南水鄉景色，故有“西塞明珠”之美稱。
巴音布魯克天鵝湖是亞洲最大、我國唯一的天鵝自然保護區，棲息著我國最大的野生天鵝種群。巴音布魯克草原上的蒙古族牧民對天鵝倍加保護，與天鵝恬然相處。每逢春季，冰雪解凍，春暖花開之時旅居在印度、緬甸、巴基斯坦，甚至遠到黑海、紅海和地中海沿岸諸國的大天鵝、小天鵝、疣鼻天鵝為主的上萬隻珍禽，不遠萬裏，成群結隊地飛到巴音布魯克棲息繁衍。
天鵝湖邊是阿爾夏和鞏乃斯溝景區，阿爾夏為蒙語，意為“治病的泉”。溫泉區位於阿爾夏河北岸，12個泉眼分布在400米長的穀地上，有墊泉、冷泉、眼睛泉等，附近有多種珍稀動物，雲杉蔥密，依山起伏；溝穀兩旁，牧草豐富，百花爭妍。
天山庫車大峽穀，又稱克孜利亞大峽穀，為紅褐色岩石經風雕雨刻而成，峽穀曲徑通幽，別有洞天，山體千姿百態，峰巒直插雲天，溝中有溝，穀中有穀：南天門、幽靈穀、月牙峽、虎牙橋、魔天洞、雄師淚等景觀造型生動，形態逼真。
距穀口1.4千米處的山崖上有一處唐代石窟，窟內南、北、西壁上有殘存壁畫和漢文字。
克孜爾亞山，維吾爾語的意思是紅崖，俗稱“鹽水溝”，這裏奇峰異景，有鬼斧神工之妙。當峰回路轉之際，車前方忽現一座狀如巨廈的深駝色的山峰，似有廊有柱，有塔有亭，宛如“布達拉宮”。
塔裏木河雖然處在幹旱半幹旱的地區，但流域內農田、林草、森林資源非常豐富，除了山區天然林，塔裏木河流域由平原胡楊林、河穀林和荒漠灌木林組成的平原天然林也很繁茂。
尤其是有著“活化石”美名的“活著昂首一千年，死後挺立一千年，倒下不朽一千年”的胡楊林，以其旺盛的生命力而著稱。塔裏木河流域的胡楊樹占我國胡楊總麵積的70%以上。當地維吾爾族人稱胡楊為“托克拉克”，意思是“最美麗的樹”。
拓展閱讀
塔裏木河畔的羅布人村，千百年來住著一些與世隔絕的土著居民——羅布人。他們是新疆最古老的民族之一。長壽是羅布人的一大特點，由於他們世居於較為偏僻的羅布泊地區，遠離環境汙染，百歲老人甚多。雖然老態，但是耳不聾，眼不花，思維清楚，性情樂觀、豁達、豪放，並可聞樂起舞，縱情歌唱。