Pustynia pokrywa większą część Turkmenistanu, długim pasem wschód-zachód. Szeroko sięga do wydmowych grzbietów, podścielonych skałami, kilkaset metrów nad poziomem morza. Leży na wschód od Morza Kaspijskiego, które ma stromy wschodni brzeg. Sąsiaduje od północy z długą deltą zasilającą Południowe Morze Aralskie, dalej na północ, inne jezioro endorheic, około 58 metrów wyżej niż Morze Kaspijskie. Na północnym wschodzie delta rzeki Amu Dar’ya wyznacza długą granicę z pustynią Kyzyl Kum w Uzbekistanie. W dekadach od początku lat 80-tych, stosunkowo niewielkie rozszerzenie pustyni „Aral Karakum” zajmuje większość dawnego dna Morza Aralskiego, około 15.440 m2/40.000 km2. Morze to zmieniało się przez tysiąclecia. Jego utrata większości w czasie istnienia Związku Radzieckiego zbiegła się z wielkimi projektami irygacyjnymi. Północne Morze Aralskie zostało przywrócone do statis w 2009 r., ale Południowe Morze Aralskie wynurzyło się do małego rozmiaru stasis przy ujściu rzeki.
Wzdłuż północno-zachodniego skraju pustyni płynęła kiedyś rzeka. W późnym plejstocenie Amu Dar’ya płynęła poza Kotlinę Aralską do jeziora Sarykamysh, a następnie do Morza Kaspijskiego. Sedymentacja i powodzie w okresie pluwialnym doprowadziły do przelewania się do doliny rzeki Zeravshan na wschodzie. Te dwa strumienie połączyły się i utworzyły lub rozszerzyły jezioro Horezm. Ponieważ to ostatnie, powstałe we wcześniejszym okresie chwaliniańskim, przelewało się na północ, wyrzeźbiło swoje połączenie z Morzem Aralskim wzdłuż korytarza ludności Akcha Dar’ya w tej niskiej, łagodnej dolinie (odległa społeczność zachodniego Uzbekistanu i północno-wschodniego Turkmenistanu).