吐魯番具有獨特的暖溫帶大陸性幹旱荒漠氣候。地處盆地中部，四面環山，升溫快，散熱慢，形成日照長、氣溫高、晝夜溫差大、降水少、風大五大特點，素有“霍州”、“豐庫”之稱。
年平均氣溫14℃，夏季平均氣溫30℃左右，年平均氣溫高於35℃的高溫天氣99天。40℃以上的極端高溫天氣平均持續28天。
它位於天山東部的山間盆地和吐魯番盆地的中部。地貌北高南低，西寬東窄，平均海拔32.8米。火焰山位於盆地中部，呈東西走向，將盆地分為兩半。
氣候特征:
四季氣候變化的特點是:春季短，平均61天，啟動早，升溫快；夏季漫長，平均152天，高溫酷暑；秋季較短，平均57天，氣溫下降較快；冬季短，平均95天，風輕雪小，天氣晴好，冷期短。壹年中，壹月最冷，七月最熱。
吐魯番是天山東部的壹個橄欖形山間盆地，四面環山。盆地西起阿拉善溝口，東至七角井峽谷西口，東西長245公裏。北部是博格達山山麓；南至庫魯塔格山，南北寬約75公裏。