五彩湾位于吉木萨尔县城以北100余公里的古尔班通古特沙漠中，由五彩城、火烧山、化古沟组成，早在侏罗纪时代，这里沉积着很厚的煤层，历经风蚀雨剥，煤层表面的沙石被冲蚀殆尽，又经曝晒或雷击起火，煤层燃尽后，烧结岩堆积，加之各地质时期矿物质含量不同，这一带连绵的山丘便呈现赭红为主夹杂着黄白黑绿等多种色彩，再经风吹日晒雨剥，又呈"雅丹地貌"，远望近观，状如城廓，五彩城由此得名。火烧山是由烧结岩构成的一片赭红色，每逢黄昏，在朝阳或晚霞映照下，山体仿佛在熊熊燃烧，壮丽罕见；化石沟是五彩湾的又一盛景，化石沟中，分布壮观的砖化木林，各种树木种籽化石，果实化石及各种动物化石。

位于吉木萨尔县境内的“五彩城”，则是五彩湾的核心景区。

五彩城位于吉木萨尔县城西北130多千米的沙丘河上游，古尔班通古特沙漠的腹地，经纬度位置为东经88°59′，北纬45°10′，海拔约650米。汽车从县城出发，沿油田公路－－幸福路北行,再折向西北,大约3小时左右便可到达火烧山油田指挥部,由油田指挥部向西走20.2千米后下公路,在河床上再向北走32千米就可到五彩城。该城方圆约3平方千米，系由深红、赭红、黄、橙、绿、青灰、灰绿、灰黑、灰白等多种色彩鲜艳的泥、页岩互层构成的低丘群。岩性软弱的泥、页岩在长期风化剥蚀和流水的冲刷作用下，被分割成一座座平顶的彩色山梁和切割成一座座孤立的小丘，岭谷之间的比高一般在10～30米，高者亦可逾40米。随着一天中太阳光线和昼夜的变化，其色彩和情调也随之变化。