Installée entre la barrière du Kopet Dag et les sables du Karakoum, la capitale turkmène vit d'une eau amenée par canal, dans un pays confronté à la salinisation, aux fuites de méthane et à un aléa sismique élevé.
La ville occupe une plaine de piémont à quelque 200 mètres d'altitude, adossée au sud à la chaîne du Kopet Dag qui marque la frontière iranienne. Au nord commence le Karakoum, désert de sables qui couvre l'essentiel du territoire national.
Ouvert par tronçons à partir de 1954, le canal du Karakoum s'étire sur près de 1 375 kilomètres et prélève environ 13 kilomètres cubes par an sur l'Amou-Daria. Il irrigue les cotonneries du sud et fournit l'essentiel de l'eau d'Achgabat, son tracé à ciel ouvert entraînant de fortes pertes par infiltration et par évaporation.
Les prélèvements opérés sur l'Amou-Daria et le Syr-Daria depuis les années 1960 ont privé la mer d'Aral de ses apports et provoqué son retrait. La responsabilité se partage entre les États riverains, le Turkménistan intervenant par le canal et par une irrigation peu économe. Les conséquences sanitaires se concentrent sur la province de Daşoguz.
Le projet de lac Altyn Asyr, lancé au milieu des années 2000, recueille les eaux de drainage agricole dans la dépression de Karachor par un réseau de collecteurs de plusieurs milliers de kilomètres. Les documents officiels annoncent 2 000 kilomètres carrés pour plusieurs milliards de dollars, quand des hydrologues extérieurs soulignent l'évaporation attendue et la charge en sels et en engrais.
Créée en 1976, la réserve naturelle d'État du Köpetdag couvre environ 497 kilomètres carrés en quatre secteurs situés entre 700 et 2 800 mètres. Elle abrite le léopard de Perse, le mouflon, la hyène rayée et le porc-épic indien, ainsi que des centaines de plantes endémiques.
L'atmosphère urbaine porte une poussière minérale permanente, amplifiée par les vents de sable et par les chantiers. À l'échelle du pays, les satellites du dispositif onusien de détection ont déclenché 192 alertes au méthane en un an, le Turkménistan comptant pour plus du tiers des observations pétrolières et gazières d'Eurasie. Le pays a rejoint l'engagement mondial sur le méthane en décembre 2023 et plusieurs fuites majeures ont été colmatées depuis 2024.
Le séisme du 6 octobre 1948, de magnitude voisine de 7,3, a rasé la ville et fait des dizaines de milliers de morts. La faille responsable reste active et des travaux publiés en 2024 maintiennent un aléa urbain élevé.