La cuenca del Tarim (en chino, 塔里木盆地; pinyin, Tǎlǐmù Péndì; uigur: تارىم ئويمانلىقى Tarim Oymanliqi) es una gran cuenca endorreica, que comprende una superficie de unos 906.500 km²[2]​ y en la que está la mayor cuenca endorreica fluvial del mundo, la del propio río Tarim y el desierto de Taklamakan (333.000 km²).

La zona está escasamente poblada, principalmente por uigures, otros pueblos túrquicos y tayikos.

La cuenca del Tarim es el resultado de una amalgamación durante los períodos Carbonífero al Pérmico entre un antiguo microcontinente y el entonces creciente continente euroasiático.

La nieve en el K2, la segunda montaña más alta del mundo, llega a los glaciares que se mueven valle abajo al derretirse.

Rodeada la cuenca por el desierto, algunos ríos alimentan oasis donde se utiliza su agua para el riego, mientras que el caudal de los demás acaba en lagos salinos y zonas pantanosas, como Lop Nur, la principal depresión salina y pantanosa localizada en el extremo oriental de la cuenca del Tarim.

La cuenca del Tarim se cree que contiene grandes reservas potenciales de petróleo y gas natural.

Se emplearán sistemas eléctricos de bombeo sumergibles (ESP) para desaguar gas y pozos condensados.

[7]​ En el primer milenio a. C. la cuenca del Tarim estaba habitada por pueblos que hablaban lenguas indoeuropeas: en Kachgar, Yarkand, Hotan, Aksu, eran lenguas iranias; más al este, en Kucha y en Karachahr, se hablaba el idioma tocario.

La cuenca de Tarim no tenía unidad política y cada oasis formaba un estado independiente.

[8]​ Los chinos llamaban en sus crónicas yuezhi (en chino, 月氏; Wade-Giles, Yüeh-Chih), a un antiguo pueblo del Asia Central que habitaba en el oeste de Gansu, y que, derrotados por los xiongnu en el siglo II a. C., habían emigrado en gran parte hacia el oeste y constituido, más tarde, el Imperio kushán en Bactria y en la India del Norte.

[9]​ Bajo el emperador Li Shimin (o Taizong) (626-649), de la dinastía tang, los chinos reconquistaron la región y establecerieron allí las conocidas como «Cuatro Guarniciones».

Los chinos recularon entonces progresivamente y los tibetanos se aprovecharon, pasando a dominar el Tarim hasta la caída de su reino (en los años 840).

Los kara-kitán eran budistas, aunque tenían una política de tolerancia religiosa e influyeron en la cultura china.

En 1211, tras una usurpación, los jefes locales del imperio de los kara-kitán apelaron a Genghis Khan.

Aunque se encontraron hallazgos arqueológicos de interés en la cuenca del Tarim, el principal impulso para su exploración fue el petróleo y el gas natural.

Estos textos se encuentran en escritura kharoṣṭhī nativa de hoy en día Pakistán y Afganistán.

[15]​ Algunas nuevas excavaciones han descubierto tumbas con momias —momias del Tarim[16]​—, herramientas, obras cerámicas, alfarería pintada y otros artefactos artísticos.