新源县行政区划包含6个镇和5个乡，共77个行政村，以及12个驻县单位。具体分布如下：
东片乡镇包括则克台镇、吐尔根乡、阿热勒托别镇、坎苏乡和那拉提镇。则克台镇距县城12公里，有5个行政村和多个驻镇单位；阿热勒托别镇距县城40.5公里，有6个行政村；坎苏乡距县城48.5公里，辖5个行政村。
西片乡镇有塔勒德镇、肖尔布拉克镇和喀拉布拉镇，其中塔勒德镇面积1164平方公里，有11个行政村；肖尔布拉克镇距县城28公里，有7个行政村；喀拉布拉镇距县城60公里，有8个行政村和1个马场。
中片乡镇包括新源镇、别斯托别乡和阿勒玛勒乡。新源镇位于县城区中部，有4个居委会和6个行政村；别斯托别乡紧邻县城北部，辖13个行政村；阿勒玛勒乡距县城20公里，有5个行政村和2个牧场。
此外，还有5个乡的详细村庄名单，如吐尔根乡有3个行政村，喀拉布拉镇有8个行政村等。新源县共有9个居委会，分别位于劳动街、幸福路、天山街等街道。
新源县位于新疆维吾尔自治区西北部，天山北麓，伊犁河谷东端，巩乃斯河河谷地带。东起艾肯达坂，南与巩留县、和静县为邻，东北与尼勒克县、沙湾县、和静县为界。县城新源镇距乌鲁木齐市公路里程西线900千米，东线500千米。有哈、汉、维、回等28个民族。三面环山，西部敞开，构成状如桃叶，东西长，南北窄，东高西低，分山区、丘陵、河谷平原区三个地形区。主要河流有巩乃斯、特克斯河、恰合普河、大吉尔格郎河等。属北温带大陆性半干旱气候，四季明显，冬暖夏凉，年均气温8.1摄氏度，年均降水480毫米。