在我国地理学发展史上，《西域记》是当时人们地理视野扩展的一个新标志。更是后世研究中世纪印度、尼泊尔、巴基斯坦、斯里兰卡、孟加拉国、阿富汗、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦等国、克什米尔地区及我国新疆的最为重要的历史地理文献。
《西域记》记载了东起我国新疆、西尽伊朗、南至印度半岛南端、北至吉尔吉斯斯坦、东北至孟加拉国这一广阔地区的历史、地理、风土、人情，科学地概括了印度次大陆的地理概况。记述了从帕米尔高原到咸海之间广大地区的气候、湖泊、地形、土壤、林木、动物等情况。
比如，帕米尔高原一向被认为是神秘的地区，由于自然条件险恶，很少有人涉足，直至玄奘时，还未有人对它做过详细记述。玄奘在这一地区前后3次往返，进行实地考察，具体记载了它的地理位置。
再如对印度的地理认识，在唐代以前的有关史书都有不少提及，法显的《佛国记》有相当的记述，但由于了解范围及篇幅所限，对印度各地的地理认识记述得都比较粗浅。至唐玄奘时期，由于他在印度居留10多年，又遍游各地，所以，他的认识比过去大有进步。
在叙述印度半岛的地理大势时，玄奘正确指出了印度半岛的北宽付款南窄的疆土形状，以及半岛上的气候特征和南、北、东、西的自然景观特点。
关于阿耆尼国的记述，玄奘的记叙也是古代最详细的文字记录之一。书中用简要的文字清楚地介绍了阿耆尼国的面积、都城、地形、水利、物产、气候、服饰、货币、政治、宗教以及交通位置。这比过去的资料要翔实得多。
关于伊塞克湖，自张骞通西域后，在过去的文献中已多次提到它。
但最早详细介绍的也是玄奘的《西域记》，其卷一记述说道：
山行400余里至大清池。周千余里，东西长，南北狭。四面负山，众流交凑，色带青黑，味兼咸苦，洪涛浩瀚，惊波汨忽，龙鱼杂处，灵怪间起。所以往来行旅，祷以祈福。水族虽多，莫敢渔捕。
值得一提的是，其中讲到，湖中有“灵怪”，就是当地人常说的水怪，以为神圣，不敢捕渔。
正是因为《西域记》一书以其翔实的记录，向当时我国人民介绍了中亚、印度各地丰富多彩的地理、人文新知识，所以，它不仅是唐代的一部著名地理著作，也是今天从事中亚、印度历史地理研究的重要典籍。
玄奘与《西域记》不仅在我国地理学史上，而且在世界地理学史上都具有重要地位。