属暖温带大陆性干旱气候带。境内四季分明、光照长、气温年和日变化大，降水稀少，蒸发旺盛。夏季炎热，但酷暑期短；冬无严寒，但低温期长；春夏多大风、沙暴、浮尘天气。因地形复杂，气候差异较大，大体可分为5个区：
二、沙漠荒漠气候区。喀什南部、麦盖提东部和叶城东北部，年平均气温在11℃以上，冬季寒冷，夏季酷热，冷暖变化剧烈。降水稀少，气候干燥，年降水量在40毫米以下。风沙多，日照强。
三、山地丘陵气候区。叶城中部，巴楚和伽师北部，年平均气温在11℃以下，冬季较长，夏季短促，年降水量在70毫米以上，夏季温热，冬季偏暖。
四、帕米尔高原气候区。主要是塔什库尔干塔吉克自治县。 年平均气温在5℃以下，冬季漫长寒冷，夏季温和。降水较少，主要集中在春夏两季。大风日数多，光照充足，辐射强，天气晴朗。
五、昆仑山气候区。主要包括塔什库尔干塔吉克自治县南部和叶城县南部。年平均气温在5℃以下，山峰终年积雪，气候严寒，空气干燥，低压缺氧，风大雪多，天气多变。全年可分为冷暖两季。
