乌鲁木齐南湖属于水磨沟区。水磨沟区位于新疆乌鲁木齐市东北部，是乌鲁木齐市四个中心城区之一，也是乌鲁木齐市最早的工矿区和风景旅游区。乌鲁木齐市委、市政府坐落在南湖东路，水磨沟区已成为乌鲁木齐市的政治、文化中心。
水磨沟区坐落于准噶尔盆地南缘，天山山脉博格达峰西端北麓，现行区划南以红山路为界与天山区为邻，东南与大阪城区相连，西以河滩快速路为界与沙依巴克区、新市区相邻，北和东与米东区相连。水磨沟区地处乌鲁木齐河东地带，属低山丘陵区，地势南高北低。水磨沟区属中温带大陆干旱气候区，温差大，寒暑变化剧烈，降水量少，冬季时间长，春秋多大风。