新疆遠離海洋，深居內陸，四周有高山阻隔，海洋溼氣不易進入，形成明顯的溫帶大陸性氣候。氣溫變化大，日照時間長降水量少，空氣乾燥。新疆年平均降水量爲150毫米左右，但各地降水量相差很大，南疆的氣溫高於北疆，北疆的降水量高於南疆。
最冷月（1月），平均氣溫在準噶爾盆地爲零下20℃以下，該盆地北緣的富蘊縣絕對最低氣溫曾達到零下50.15℃，是全國最冷的地區之一。最熱月（7月），平均氣溫在號稱“火洲”的吐魯番爲33℃以上，絕對最高氣溫曾達至49.6℃，居全國之冠。由於新疆大部分地區春夏和秋冬之交日溫差極大，故歷來有“早穿皮襖午穿紗，圍着火爐吃西瓜”之說。
