吐鲁番盆地内干燥少雨，日照充足，全年日照时数3200小时，年积温5300℃以上，无霜期达270天。优越的光热条件和独特的气候，使这里盛产葡萄、哈密瓜、反季节蔬菜等经济作物，被誉为“葡萄和瓜果之乡”。
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、风力强五大特点，素有"火州"、"风库"之称。全年平均气温为14℃，夏季平均气温在30℃左右，全年气温高于35℃的炎热天气，平均为99天；高于40℃的酷热天气，平均为28天。 四季气候变化的特点是：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。
在远古吐鲁番市一片海洋，由于自然伟力的塑造，使他成了中国地貌最为独特的地方，尤其是象征着吐鲁番的火焰山，看上去似乎就是凝固了的火。吐鲁番盆地是仅次于里海的第二洼地，加之它地处中亚的位置，使人感觉他就是亚洲的肚脐。北方的游牧民族穿过天山，进入塔里木盆地也必须经过这里。
吐鲁番的火热和干燥称得上是中国之最。这里日气温高于40摄氏度的天数每年有一个半月。夏天是一个天然的桑拿浴室，白天领略了盆地的酷热之后，晚上却是凉风习习。吐鲁番2月下旬至4月中旬为春季，气温10摄氏度至25摄氏度，4月中旬至9月下旬为夏季，气温25摄氏度至40摄氏度（默沫5月上旬去，日最高气温都是36度左右），9月中旬至11月下旬为秋季，气温15摄氏度至25摄氏度，11月下旬至2月下旬为冬季，气温5摄氏度至10摄氏度。
吐鲁番地区的著名景点包括交河故城、高昌古城、阿斯塔那古墓群、火焰山、葡萄沟、苏公塔、艾丁湖、坎儿井、吐峪沟麻扎村、库木塔格大沙漠、柏孜克里克千佛洞、连木沁唐朝烽燧台遗址等。
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