天山神秘大峡谷位于库车县城北64公里，坐标在北纬42°8′、东经83°5′的古龟兹大地上，深藏在天山南麓的群山环抱之中。大峡谷红褐色的山峦，气势磅礴，奇峰嶙峋，争相崛起，劈地摩天，谷内则峰回路转，蜿蜒曲折，步步有景，泉水汩汩，鸟鸣蝉吟，集天山奇景之长，蕴万古之灵气，融神、奇、险、雄、古、幽为一体，异峰奇景，令人神往。2003年1月升格为国家AAA级旅游名胜区，2004年荣获新疆维吾尔自治区10佳旅游景区之一，并被列为国家10最美丽的大峡谷之一，系古丝绸之路中道与北道217国道中段新疆黄金旅游走廊上的一颗璀璨的明珠。

天山神秘大峡谷的发现，颇具神秘传奇的色彩。千百年来，隐藏得这么严密、害怕被人发现的天山神秘大峡谷，终于在1999年4月的一天，被附近阿艾乡一位进谷采药的维吾尔青年吐地.阿孜揭开了神秘的面纱。那一天，吐地.阿孜进入大峡谷，感到清风幽幽，似有声，雾霭袅袅缠山崖，特别是那似有若无的脚步声，那崖顶陡峭的峰峦，仿佛随时会压下来的感觉，令他惊心动魄，毛骨悚然。

当他登上一个山崖半山腰时，天空忽然飘来一片云，于是雷鸣电闪，骤降大雨，谷底顿时流水潺潺，吼声四起。正在吐地.阿孜进退两难之际，他发现左侧不远处的峰峦上有一个洞窟，为了躲避阵雨，他小心翼翼地侧身向洞口靠近。说也奇怪，他从堆积很厚的泥土上钻进洞窟时，大峡谷顿时雨过天晴，阳光灿烂。吐地.阿孜惊呆了，原来阳光映照着的是一个尘封了千百年保存完好的千佛洞，后来这个千佛洞被人们称为“阿艾石窟”。窟内壁画人物舞姿优雅，衣裙环佩，令人惊魂扬魄，将龟兹乐舞礼佛表现得淋漓尽致。大峡谷的神秘，从这里出现、延伸，让世人神迷、陶醉，故曰天山神秘大峡谷。

天山神秘大峡谷呈南北弧形走向，开口处稍弯向东南，末端微向东北弯曲，由主谷和7条支谷组成，全长5000多米，谷端至谷口处自然落差200米以上，谷地最宽53米，最窄处只有0.4米，仅容一人低头弯腰侧身而过。整个峡谷犹如一条威震天山、口饮库车河、曲身九十九的巨龙劈山而卧。

大峡谷红褐色的巨大山体，形成于1亿4千万年以前的白恶纪时代，它是剧烈的造山运动经亿万年风雨侵蚀、山洪冲刷形成的地质奇观，维吾尔人称为“克孜利亚”，即“红色的山崖之意”。