因为吐鲁番盆地是天山地区陷落最深的盆地，最低处在海平面以下155米，是我国陆地最低的地方，盆地周围的山岭，海拔从千米以上到四五千米不等，由于吐鲁番盆地地势低洼，四周高山环绕，受副热带高气压控制而产生的高温，热量不能散发，所以气候炎热干燥，成为我国气温最高的地方。
新疆著名的“三十里风区”和“百里风区”都在吐鲁番境内，“三十里风区”指从天山中的后峡、经白杨河到三个泉，这一狭谷长约30公里，常年大风日数在100天以上，“百里风区”从鄯善县的红旗坎到哈密的了墩之间，长达100公里，在百里风区内，曾观察记录到了50米每秒的特大风速。