乌鲁木齐地处干旱带，属于典型的温带大陆性干旱气候。由于所处位置的高原性质，夏季气温较高，冬季气温则很低，在冬季经常出现严寒天气和强风暴雪。春、秋季气温较为宜人，是旅游的最佳季节。梅雨季节较短，一般在6月中旬至8月上旬，山区多云、阴雨较多，平原地区较少。每年的雨量较少，集中在6月至9月间。总体来说，乌鲁木齐的气候以干燥为主，气温变化较大，所以旅游者应该慎重考虑出行时间。
乌鲁木齐位于干旱的内陆地区，冬季非常寒冷，平均气温为零下10～12℃，低温甚至可达零下30℃。春季干燥多风，气温逐渐回升，但日夜温差依旧较大。夏季炎热，平均气温在30℃左右，同时也是降雨的季节，有时会发生雷暴和短暂的沙尘暴。秋季气温逐渐下降，昼夜温差变大，天气晴朗、干燥。总的来说，乌鲁木齐四季温度差异较大，冬季寒冷干燥，夏季炎热多风，春秋季气温适宜宜人。