截止2020年，吐鲁番冬天最低-28.7度。吐鲁番全年平均气温13.9℃，高于35℃的炎热日在100天以上。夏季极端高气温为49.6℃，地表温度有过82.3℃的纪录。日温差和年温差大，无霜期长达210天左右。
吐鲁番，位于新疆中部，是天山东部的一个东西横置的形如橄榄状的山间盆地，四面环山，属于大陆性暖温带荒漠气候。
吐鲁番地理位置优越，地处亚欧大陆腹地，是乌鲁木齐的门户，是新丝绸之路和亚欧大陆桥的重要交通枢纽。
吐鲁番市位于北纬41°12′—43°40′，东经87°16′—91°55′之间。南北宽约240公里，东西长约300公里，土地总面积69713平方公里。