火焰山是死火山。火焰山古称赤石山，其位于吐鲁番盆地的北缘，古丝绸之路北道，呈东西走向，主要由中生代的侏罗纪、白垩纪和第三纪的赤红色砂、砾岩和泥岩组成。当地人称它为“克孜勒塔格”，意即“红山”。山长100多公里，最宽处达10公里，海拔500米左右，主峰海拔831.7米。火焰山童山秃岭，寸草不生，飞鸟匿踪。每当盛夏，红日当空，赤褐色的山体在烈日照射下，砂岩灼灼闪光，炽热的气流翻滚上升，就像烈焰熊熊，火舌撩天。
火焰山是中国最热的地方，夏季最高气温高达摄氏47.8摄氏度，地表最高温度高达70摄氏度以上，沙窝里可烤熟鸡蛋。吐鲁番属典型的大陆性干旱荒漠气候。虽然年平均温度只有14.5摄氏度， 然而超过35摄氏度以上的日数却在100天以上，即使38摄氏度以上的酷热天气也有38日之多。多年测得的绝对最高气温为49.6摄氏度，而地表温度能达到83.3摄氏度，是名符其实的“中国热极”。火洲多年平均降水只有16毫米，夏季占一半，而托克逊年降水量只有5.9毫米，终年不雨或雨而未觉亦不足为奇，可以算得上是“中国干极”。