昌吉州有2个县级市，5个县。截至2016年，昌吉州辖昌吉市（县级市）、阜康市（县级市）、玛纳斯县、呼图壁县、吉木萨尔县、奇台县、木垒哈萨克自治县。
1、昌吉市
位于天山北麓、亚欧大陆腹地、准噶尔盆地南缘，地处东经86°24′～87°37′，北纬43°06′～45°20′。东邻乌鲁木齐市，西毗呼图壁县，南与新疆巴音郭楞蒙古自治州和静县相接，北与新疆塔城地区和布克赛尔县、阿勒泰地区福海县接壤。南北长260公里，东西宽30公里。
截至2019年，昌吉市辖7镇3乡6个街道办事处，50个社区居民委员会，87个村民委员会。境内有新疆生产建设兵团农六师师部及所辖101团、103团、军户农场、共青团农场和中央、自治区、自治州驻市单位150多个。
2、阜康市
位于新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州境内、新疆维吾尔自治区中北部，地处天山东段（博格达山）北麓、准噶尔盆地南缘，位于东经87°46′-88°44′，北纬43°45′-45°30′，东邻吉木萨尔县，西与米泉市接壤，南与乌鲁木齐县相望，北与阿勒泰地区富蕴县相连，境内东西最宽处76千米，南北最长处198千米。
截止至2012年，总面积11726平方千米，总人口22万人，有汉、回、维、哈等26个民族。下辖天池景区、阜康产业园和3镇3乡、3个街道。截至2014年，阜康市辖7个乡镇、3个办事处：甘河子镇、滋泥泉子镇、九运街镇、城关镇、上户沟乡、三工河乡、水磨沟乡；博峰街办事处、阜新街办事处、准东办事处。
3、呼图壁县
位于新疆维吾尔自治区中北部，地理坐标为东经86°5′～87°8′、北纬43°7′～45°20′之间。南以天山分水岭与巴音郭楞蒙古自治州的和静县交界，北至古尔班通古特沙漠中心与塔城地区的和布克赛尔县接界，东邻昌吉市，西接玛纳斯县。
呼图壁县南北长258公里，东西最大宽度52公里，总面积9721.6平方公里。截至2013年，辖6个镇、1乡：呼图壁镇、大丰镇、雀尔沟镇、二十里店镇、园户村镇、五工台镇、石梯子乡。县政府驻呼图壁镇。
4、玛纳斯县
位于新疆维吾尔自治区中北部，昌吉州最西部，总面积1.1万平方千米。地理坐标为东经85°34′至86°43′，北纬43°28′至45°38′。东接呼图壁县、西邻石河子市，南与和静县为界，北邻和布克赛尔蒙古自治县。玛纳斯县总面积1.1万平方千米。
截至2013年，玛纳斯县辖7个镇、1个乡、3个民族乡：玛纳斯镇、乐土驿镇、包家店镇、凉州户镇、北五岔镇、六户地镇、兰州湾镇、广东地乡、清水河哈萨克族乡、塔西河哈萨克族乡、旱卡子滩哈萨克族乡。
5、奇台县
位于新疆维吾尔自治区东北部，昌吉回族自治州东部，吉木萨尔县之东，木垒县之西，东与木垒哈萨克自治县为邻，南与吐鲁番市交界，西连吉木萨尔县，北接富蕴县、青河县，东北部同蒙古人民共和国接壤，国境线长131.47公里。奇台县境东西横距150公里，南北纵距250公里，县域总面积1.93万平方公里。
2014年自治区政府批复同意撤销碧流河乡，设立碧流河镇；10月20日，自治区政府批复同意撤销三个庄子乡，设立三个庄子镇。至此，全县辖8个镇、7个乡（其中3个民族乡）。
6、吉木萨尔县
位于天山山脉东段北麓，准噶尔盆地东南缘，地处东经88°30′～89°30′，北纬43°30′～45°30′之间，东同奇台县为邻，西与阜康市接壤，北越卡拉麦里山和富蕴相连，南以博格达山分水岭同吐鲁番市、乌鲁木齐县为界。
县城西距自治区首府乌鲁木齐市160公里，距昌吉回族自治州首府昌吉市206公里，全县总面积8848平方公里。截至2012年，吉木萨尔县下辖4镇5乡，9个社区、55个村委会、167个村，境内有新疆生产建设兵团农六师红旗农场一个中心团场。
7、木垒哈萨克自治县
位于新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐市东270千米处，地处天山东段北麓，准葛尔盆地乐南缘，跨东经89°56′～92°16′，北纬43°14′～45°16′，东与巴里坤哈萨克自治县、哈密市为邻，西与奇台毗邻，南与鄯善县隔山相望，北与蒙古国接壤，国界线长约150公里。
总面积为22171平方公里。2013年，木垒哈萨克自治县辖3个镇（木垒镇、西吉尔镇、东城镇），7个乡（英格堡乡、照壁山乡、新户乡、雀仁乡、白杨河乡、大石头乡、博斯坦乡），1个民族乡（大南沟乌孜别克族乡）。境内有：良种繁育场、克热克库都克牧场。县人民政府驻木垒镇。
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