吐鲁番盆地在有地下水的地方是绿洲农业,主要是种植农作物,盛产葡萄、哈密瓜；缺水的地方属于是暖温带荒漠.
吐鲁番盆地中央一个大型盐湖和毗邻和微咸到咸水沼泽.水源来自周围山地及北面博格达山（主峰5,445米）的许多人工地下河道（坎儿井）.吐鲁番盆地（约350,000公顷）低于海平面,为世界第二低洼地,包括约200,000公顷盐漠,东面有一片大沙漠.
气候状况——世界最酷热干燥的地区之一,年降水量不到20毫米,蒸发量大于降水量的几千倍,年平均气温14℃,极端高温达48℃,地表温度超过80℃.
主要植被——由碱蓬-禾草组成的盐化草甸及荒漠草原.
吐鲁番四周环山,地形低洼闭塞,北方南下的夹带水汽的冷空气,在翻越高山进入盆地后很难形成降水,因而吐鲁番地区年平均降水量只有10—50mm,吐鲁番地区的托克逊县有六成以上的年份降水量不足5mm.整个吐鲁番地区年蒸发能力高达3000mm以上,空气相对湿度常年只有30—40%,是一个极度干旱区.
吐鲁番的农业具有典型的绿洲灌溉农业的特点.举世闻名的坎儿井,是吐鲁番人聪明才智的集中体现.坎儿井把来自不同水源的水连接起来,输送到大大小小绿洲,有了水沙漠就变成了农田,有着和绿洲外截然不同的景象,绿洲外是一片极少植被的荒漠景色,绿洲内则流水涓涓,树木成荫,“戈壁沙滩变良田,积雪融化灌农庄”正是绿洲灌溉农业的写照.