西域一般而言，是三十六国，而非十六国。它有两种说法。楼兰、精绝在第二种说法中有提到。
公元前138年张骞出使西域时，“西域”曾先后存在有36个国家。至于古代“西域”三十六国现在的地方，按历史资料，大致应是：
（一）乌孙：今新疆伊犁哈萨克自治州伊宁市、察布查尔锡伯县附近几县及现哈萨克斯坦部分。是当时乌孙国的属地，但绝大部分被沙俄侵占；
（二）龟兹：今新疆阿克苏地区库车县、拜城县一带；
（三）焉耆：今新疆巴音郭楞蒙古自治州焉耆回族自治县；
（四）于阗：今新疆和田地区和田市一带；
（五）若羌：在今新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县东南、罗布泊西北一带；
（六）楼兰：在今新疆巴音郭楞蒙古自治州境内的罗布荒漠中，后改国名为鄯善（与现在的吐鲁番地区的鄯善县有别），现仅存楼兰遗址；
（七）且末：在今新疆巴音郭楞蒙古自治州且末县西南，玄奘取经曾在此停留过；
（八）小宛：在今新疆巴音郭楞蒙古自治州且末县东、车尔臣河南岸，为西域36国中最小的国。
（九）戎卢：在今新疆和田地区于田县南；
（十）纡弥：在今新疆和田地区策勒县东；
（十一）渠勒：在今新疆和田地区策勒县南；
（上述四国全部在今和田地区东部一带，均已被塔克拉玛干大沙漠淹没）
（十二）皮山：今新疆和田地区皮山县东南的藏桂乡附近，尚有汉时皮山古城废墟；
（十三）、西夜：在今新疆和田地区皮山县西南；
（十四）蒲犁：在今新疆喀什地区叶城县东一带；
（十五）依耐：今新疆喀什地区英吉莎县东南；
（十六）疏勒：今新疆喀什地区疏勒县和喀什市；
（十七）莎车：今新疆喀什地区莎车县，后被于阗吞并；
（十八）尉头：今新疆阿克苏地区乌什县和喀什地区巴楚县一带；
（十九）温宿：今新疆阿克苏地区阿克苏市和温宿县一带；
（二十）尉犁：今新疆巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市和尉犁县，后被焉耆吞并；
（二十一）姑墨：今新疆阿克苏地区拜城县一带；
（二十二）卑陆：今新疆昌吉回族自治州阜康市以北一带
（二十三）乌贪訾：今新疆昌吉回族自治州玛纳斯县、昌吉市以北一带；
（二十四）卑陆后国：今新疆昌吉回族自治州阜康市以东一带；
（二十五）单桓：今新疆昌吉回族自治州玛纳斯县东北；
（二十六）蒲类：今新疆哈密地区巴里坤哈萨克自治县西北；
（二十七）蒲类后国：今新疆哈密地区巴里坤哈萨克自治县西北；
（二十八）西且弥：今新疆塔城地区乌苏市东南；
（二十九）东且弥：今新疆昌吉回族自治州昌吉市以西；
（三十）劫国：今新疆昌吉回族自治州呼图壁县东北；
（三十一）狐胡：今新疆吐鲁番地区吐鲁番市以北；
（三十二）山国：今新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁县东；
（三十三）车师前国：现新疆吐鲁番地区吐鲁番市交河故城；
（三十四）车师后国：现新疆乌鲁木齐市及附近地区；
（三十五）车师尉都国：今新疆吐鲁番地区吐鲁番市东南；
（三十六）车师后城国：今新疆昌吉回族自治州奇台县周围。
此外，还有大宛、安息、大月氏、康居、浩罕、坎巨提、吉宾、乌弋山离等十几个小国为西域国家，现在中亚及阿富汗、印度等国境内。
