焉耆盆地年均气温8.5℃,日平均气温≥10℃的活动积温达3511℃·d,平均无霜期185d,极端最高气温为38.8℃,最热月平均气温23.2℃,极端最低气温为-30.7℃,最冷月平均气温-11.2℃,年平均气温日较差14.8℃,年日照时数2980H,年平均降水量79.8mm,年平均蒸发量1876.7mm,年平均相对湿度57%。
焉耆盆地冬季严寒,春季气温回升迅速,夏季气候温和,秋季气温下降快,是南北疆气候交错带,具有阳光充裕,热量较丰富、气温日较差大、降水量小、蒸发量大、空气干燥等典型干旱区绿洲气候特征。
2012年3月份以来,由于巴音郭楞蒙古自治州焉耆盆地至今未落一滴雨水,致使开都河下游的水位持续下降。2012年5月,开都河80%的河床已经裸露。