吐鲁番属独特的暖温带大陆性干旱荒漠气候，因地处盆地之中，四周高山环抱，增热迅速、散热慢，形成了日照长、气温高、昼夜温差大、降水少和风力强等五大特点，素有火州、和风库之称，全年平均气温为14摄氏度，夏季平均气温在30摄氏度左右，全年气温高于35摄氏度的炎热天气，平均为99天，高于40摄氏度的酷热天气，平均为28天。

四季气候变化的特点为春季短暂，平均为61天，开春早，升温快，夏季漫长，平均152天，高温酷热，秋季更短，平均57天，降温急促，冬季较短，平均95天，风小雪稀，天气晴好，寒冷期短，一年中，以一月份最冷，7月份最热，因此吐鲁番冬天不暖和。