Цзюцюань займає практично увесь північний захід провінції: на заході лежать гори Бейшань, на півночі — Гашунська Гобі, на півдні — гірські пасма (з півночі на південь) Ємананьшань, Данхенаньшань, Тергун-Дабан[2], а за річкою Жошуй, що тече на сході префектури, простягається пустеля Алашань. Власне місто Цзюцюань знаходиться безпосередньо на схід від міської округи Цзяюйгуань.
Місто знаходиться у зоні, котра характеризується кліматом пустель помірного поясу. Найтепліший місяць — липень із середньою температурою 21.7 °C (71 °F). Найхолодніший місяць — січень, із середньою температурою -8.3 °С (17 °F).[3]