Las dos principales cordilleras son las de Pamir y Alai, que se conecta con la Tian Shan, de las que parten los glaciares y ríos cuyas aguas se han usado para regar los cultivos desde la antigüedad.
Las elevaciones menores de Tayikistán están separadas en las regiones norte y sur por tres cadenas montañosas que constituyen la extensión más occidental del sistema montañoso del Tien Shan.
El valle de Fergana, ocupado en parte por una prolongación al norte del país, rodeada por Uzbekistán y Kirguistán, fruto de las divisiones arbitrarias de la extinta Unión Soviética, está irrigado por el curso alto del río Sir Daria, y rodeado por la cordillera de Turquestán, al sur, y las montañas Kuramin, al norte.
Aquí se encuentra loa zona más baja del país, en Juyand, en la ribera del Sir Daria, en un lugar muy apreciado por la fertilidad de los suelos aluviales depositados por las montañas.
Los afluentes más importantes del Amu Daria son el río Vajsh y el río Kofarnihon, que forman valles que van de nordeste a sudoeste en la parte occidental del país.
El río Amu Daria es el más importante de Asia Central.
El río Vajsh se llama Kyzyl-Suu en Kirguistán y Surkhob en el centro norte de Tayikistán.
El Sir Daria recorre 195 km por el valle de Fergana al norte del país.
El clima de Tayikistán es continental, subtropical y semiárido con algunas regiones desérticas.
En los valles subtropicales del sudoeste, con las temperaturas más altas, el clima es desértico, pero están bien regados por los ríos de las montañas.
La zona más seca es el Pamir Oriental, con unos 100 mm de lluvia anuales.