伊宁市位于新疆西北部，是伊犁哈萨克自治州首府、伊犁河谷内重要的物资集散地和工业中心。
唐朝时，为蛰失密城所在。后，地名为古丽扎。清代突厥语地名称固勒扎（维吾尔语：غۇلجا，拉丁维文：Ghulja，哈萨克语：قۇلجا）。当代别名古丽斯坦（花城）。
公元前三世纪（相当于秦代）时，伊犁河谷是塞迦（斯基泰）人与乌孙人活动的区域。前二世纪初，匈奴崛起，迫使大月氏西迁伊犁河谷，大月氏攻击乌孙牧地，乌孙族大败，昆莫难兜靡被杀害。匈奴冒顿单于收留乌孙余部，孙儿军臣单于于前113年左右指派难兜靡之子猎骄靡率领乌孙征讨伊犁河、楚河流域的大月氏，乌孙军大获全胜，随后猎骄靡在伊犁河谷建立了乌孙国。匈奴通过乌孙间接控制从伊犁河流域西抵伊朗高原的交通线。虽然军臣单于死后，乌孙国便“不肯复事匈奴”，但是很长时间内一直羁属匈奴。
《汉书·西域传》记载：“乌孙国，大昆弥治赤谷城，去长安八千九百里。户十二万，口六十三万，胜兵十八万八千八百人……”认为乌孙在西域“最为疆国”。公元前110年，乌孙与西汉结盟，西汉利用乌孙牵制匈奴在天山以北的势力。公元前58年，匈奴分裂，对西汉而言，乌孙失去盟友的价值，举动开始受到西汉新组织西域都护府监视。加上乌孙在“狂王”泥靡死后发生继承人问题，内部分裂后由大小昆弥分治，在二世纪中叶又遭到鲜卑首领檀石槐攻击，国势渐渐衰弱。
三世纪时，乌孙曾经向曹魏政权进贡。公元318年，鲜卑拓跋部首领郁律重创乌孙。五世纪初，蒙古高原的柔然与乌孙西北方的悦般联手，乌孙被迫避居天山山中。
公元439年，北魏统一华北，乌孙向其进贡。早在437年之前，蒙古高原的柔然就曾经数次攻打乌孙国。北魏希望挑战柔然，曾经在437年派遣董琬、高明等人出使西域，途经乌孙，受到乌孙王的礼待。此后乌孙往葱岭迁徙，在汉文史籍上消失。
公元552年，古突厥首领土门击溃柔然，在蒙古高原建立了突厥汗国，土门的弟弟室点密则在伊犁河流域建立西突厥汗国，成为第一代西突厥可汗，他的牙帐位在今伊犁特克斯河流域。公元657年，唐帝国（桃花石）派遣苏定方西征，西突厥被灭国。伊犁等地归入唐北庭大都护府管辖。当时伊犁的主要部族是突厥葛逻禄部。《新唐书》记有蛰失密城，为伊宁古称。“蛰失蜜”即古波斯语yasmin，当时汉语翻译为耶悉茗，即素馨花。因波斯语、阿拉伯语、突厥语中，yasmin为的素馨花和茉莉花的统称。故“蛰失密城”在当代又翻译为茉莉花城。蛰失密城之名日后演变为古丽扎城（花园城）、固勒扎城（盘羊城）。
十世纪时，葛逻禄与回鹘联合，建立了喀喇汗国，伊犁在此时开始伊斯兰化。1124年，伊犁的葛逻禄部族臣服于东来的西辽（喀喇契丹）。1211年，伊犁河流域的葛逻禄部投附蒙古帝国。成吉思汗征服西域和中亚广大地区后，在1224年建立察合台汗国，统治包括伊犁与吉尔吉斯斯坦在内的中亚地区。1346年，察合台汗国分裂，伊犁被归给东察合台汗国（蒙兀儿斯坦），并在1418-1508年以“亦力把里”一名作为东察合台汗国国都。此时东察合台汗国的蒙古人已大部融合于伊斯兰教信仰之中，史册中称之为蒙兀儿人（Mongol）。
1514年，亦力把里汗速檀阿黑麻（Ahmad Alaq）之子萨亦德（Sultan Said Khan）在喀什噶尔建立叶尔羌汗国，伊犁也成为其势力范围。此时喀什噶尔的白山派与叶尔羌城的黑山派两大和卓系统兴起，彼此互斗不已。1677年，瓦剌（卫拉特）蒙古崛起，获得叶尔羌汗国的臣服。南进新疆的瓦剌四部中，准噶尔部以伊犁为根据地相继控制阿尔泰、塔城等地，逐渐取得统治地位，建立准噶尔汗国。
1755年（乾隆二十年），清朝征服伊犁盆地的准噶尔部与喀什噶尔的白山派，决定以伊犁盆地作为控制新疆的主要根据地，于1760年设立伊犁办事大臣，两年后在伊犁设立了总统伊犁等处将军，作为当时西域最高行政和军事长官，统辖天山南北各路，并在伊犁河谷建立“九城”，在今哈萨克的伊犁河南岸特克斯河上游、恰伦河两岸有厄鲁特营，春贾有锡伯营和北岸扎尔肯特有索伦营到北天山沿线之间设有卡伦。伊宁市为当时的宁远城，又称老固勒扎（Old Ghulja）或塔兰奇固勒扎（Taranchi Kulja）。1888-1914年间为宁远县。
1864年，在同治新疆回乱期间，新疆一些地区被新出现的哲德沙尔汗国（Yettishar）占领，伊犁的东干族与塔兰奇则成立了塔兰奇苏丹政权，整个伊犁河谷只有惠远城由清军控制，其他地方都被穆斯林叛军占领。穆斯林叛军大肆屠杀宁远城的满族人，伊犁将军明绪（Mingsioi）也连同家人殉死城中。1871年，俄罗斯帝国侵略伊犁，直到1880年才经由《伊犁条约》将霍尔果斯河以东地区还给中国清朝。
1884年（光绪十年）十月，新疆建省，伊犁将军改为“伊犁驻防将军”，民政功能移除，军事方面也只管伊犁与塔城。军府制（Amban）与伯克制（Baig）废除，由道府州县取代。
1888年，伊塔道设立，道员驻宁远城，下设伊犁府、塔城直隶厅和精河直隶厅，宁远城设为宁远县。
1914年2月1日，伊犁镇守使改设镇守使，由中央直辖改为新疆省管辖。宁远县因为与东北宁远同名，改名为伊宁县。
1943年设立伊犁专区，下辖11县与新源设治局。
1944年9月，在苏联的支持下，伊犁、塔城、阿山发生“伊宁事变”（中共称为三区革命），伊宁的维吾尔族人武装蜂起，会同阿勒泰与塔城的哈萨克族人，成立东突厥斯坦共和国，与中华民国新疆省政府对立。1948年8月1日，阿合买提江·哈斯木在伊犁成立“新疆保卫和平民主同盟”，并通电支持中国共产党。1949年9月，新疆和平解放。10月12日，中国人民解放军进军新疆，20日进驻新疆省会迪化（今乌鲁木齐）。
伊宁市地处伊犁河谷盆地中央。东连伊宁县，西邻霍城县，南濒伊犁河与察布查尔锡伯自治县隔河相望，北依天山支脉科古尔琴山。地表水径流主要有伊犁河、人民渠、北支干渠、团结渠、北山沟及泉水等。伊犁河从本市南沿由东向西蜿蜒流过，在本市流程为35.3千米，在中国境内的流程150余千米，集水面积5万余平方千米，年平均径流量118.06亿立方米。
伊宁市属北温带大陆性气候，四季分明，日照充足，年均气温10.5℃，1月最冷年均12℃，7月最热年均22。8℃，年均降水量245.1毫米，无霜期190天，年均日照3080.8小时，具有发展特色农业的水土光热资源优势。冬季市区一般年份最低温≤-30℃，海拔850～1500米的地带属内暖带(逆温层)，其中以海拔900～1200米的浅山地带最明显，1月平均温度较平原地区高4℃以上，一般在11月初形成，次年3月上旬结束。春季气温上升快，但不稳定，由于冷空气的侵入频繁，易使上升的温度又急剧下降，倒春寒每两年1次。夏季炎热，平原地区极端最高温度可达39℃～41℃，有稳定的炎热期，最热7月，平均温度在22℃～23℃。秋季温度下降快，由于北方冷空气活动加强，于9月上旬出现寒潮和霜冻，农作物易受害。
伊宁市下辖8个街道办事处、4个镇、5个乡：
萨依布依街道、墩买里街道、伊犁河路街道、喀赞其街道、都来提巴格街道、琼科瑞克街道、艾兰木巴格街道、解放路街道、巴彦岱镇、潘津镇、英也尔镇、达达木图镇、汉宾乡、塔什科瑞克乡、喀尔墩乡、托格拉克乡、克伯克圩孜乡和伊宁边境经济合作区。
2020年末，根据第七次人口普查数据显示：全市常住人口为778047人。
伊宁目前所属的伊犁哈萨克自治州管辖了新疆西北部的伊犁、塔城地区、阿勒泰地区等三地区，是中国唯一的副省级自治州。伊宁是其直属的县市之一，并为首府所在地。伊宁历史上一直是多民族混居的地方。现在全市人口中维吾尔族、汉族、回族、哈萨克族较多，另有锡伯族、蒙古族、乌兹别克族、俄罗斯族等，民族风情浓郁，其中维吾尔、回、哈萨克等民族的人口有人信伊斯兰教。生活在伊宁的锡伯族，系清乾隆年间从中国东北西迁而来。
伊宁地处伊犁河谷中部的绿洲内，全境地势平缓，年平均气温8.4℃，降水量262毫米。城区内绿树成荫，绿化率达40%以上，有“塞外江南”之称。温和湿润的气候和充裕的水资源使这里很适合发展农业。这里主要种植小麦、亚麻、甜菜、烟草等作物，以及苹果、西瓜、甜瓜等各类瓜果。境内煤炭资源非常丰富，工业有采矿、纺织、食品、皮革、建材等。自二十世纪九十年代起，通过临近的霍尔果斯口岸，伊宁与哈萨克斯坦等中亚各国的贸易增长较快。
清朝伊犁将军最初驻伊宁，并从这里统治整个新疆地区。后筑伊犁九城，其中惠远城（位于今霍城）为将军驻地，而宁远城即今伊宁市为商民聚集之所。城内外古迹较多，有伊犁将军府、陕西大寺（回族大寺）、拜都拉大寺、火龙洞等许多名胜和宗教建筑。
2010年9月，伊宁市所有中小学校实行民汉合校。
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