根据中国地形图可知，A、天山是我国东西走向的山脉，该山脉的南侧是塔里木盆地，北侧是准噶尔盆地，故A正确；

B、大兴安岭是我国东北-西南走向的山脉，该山脉的东侧是东北平原，西侧是内蒙古高原，故B正确；

C、塔里木盆地北侧是天山山脉，南侧是昆仑山脉，故C不正确；

D、太行山是我国东北-西南走向的山脉，该山脉的东侧是河北省，西侧是山西省，故D正确．

故选：C．