《塔里木盆地考古记》以黄文弼两次在塔里木盆地的考古记录与采集文物为基础著成，体现出他对塔里木盆地深入调查与研究的成果，与其他两部考古记一样，发挥了实地考察与传世文献相结合的特点与优势。本书主要考察的范围包括：焉耆、库尔勒、轮台、库车、沙雅、和阗、于阗、皮山、叶城、巴楚、喀什、阿克苏等古代遗迹。

考察经过 章 焉耆 ―、焉耆山中及东部之探查4 二、焉耆南部及西部古址之发掘与探查6 （一）锡科沁之明屋6 （二）霍拉山废寺9 （三）阿拉尔旧城10 （四）四十里城市旧城11 （五）哈拉木登旧城13 第二章 库尔勒、轮台 一、库尔勒至轮台途中遗址之探查14 （一）库尔楚15 （二）野云沟16 （三）卡尔雅河畔古址及石刻16 二、轮台草湖中之古城17 （一）克子尔河畔之古城17 （二）第纳尔河畔之古城19 第三章 库车、沙雅 ―、库车西部佛教遗址之工作23 （一）库木土拉千佛洞23 （二）铁吉克遗址30 二、沙雅西北部之古址31 （一）大望库木旧城及周围之古址31 （二）通古斯巴什旧城及周围之古址34 （三）羊达克沁大城及周围之古址37 三、库车、沙雅东部之古址39 （一）沙雅东部之古址39 （二）库车东部之古址44 （三）库车城附近之古址49 第四章 拜城 一、库车、拜城山中之古迹52 （一）可可沙之古迹区域52 （二）博者克拉格沟口刻石55 二、克子尔明屋之工作58 三、往返拜城、阿克苏途中之古址61 第五章 和阗及于阗 ―、横渡大沙漠与和阗河67 二、和阗、于阗沙漠中之古址73 （一）和阗北沙碛中之遗迹73 （二）达摩戈一带古址75 （三）克里雅河及喀拉墩78 三、古和阗河畔之古址81 ���一）阿克斯比尔83 （二）什斯比尔85 第六章 皮山、叶城及巴楚等地 ―、皮山及叶城山中之古址87 （一）皮山山中之古址 87 （二）叶城山中之古址88 二、喀什噶尔河畔之古址92 （一）伽师之古址93 （二）托和沙赖古址94 三、阿克苏河畔之古址98 …………