新疆冬天的平均气温一般为零下20℃以下。新疆远离海洋，深居内陆，四周有高山阻隔，海洋气流不易到达，形成明显的温带大陆性气候。新疆最冷月为1月，平均气温在准噶尔盆地为零下20℃以下。该盆地北缘的富蕴县的最低气温曾达到零下50.15℃。
新疆气温温差较大，日照时间充足，年日照时间达2500-3500小时。降水量少，年平均降水量为150毫米左右，气候干燥。
新疆最热月是7月，在号称“火洲”的吐鲁番的平均气温为33℃以上，绝对最高气温曾达49.6℃。
由于新疆大部分地区春夏和秋冬之交日温差极大，因此有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”之说。