昌吉州屬於中溫帶，典型的大陸性幹旱氣候，特點是冬冷夏熱，晝夜溫差大。由於地形條件的影響，從南到北氣候差異很大，南部山區氣候特征明顯。夏季雨量充沛；北方沙漠氣候特征明顯。昌吉州日照充足，年日照時數2700小時，年太陽總輻射133.6大卡/cm2。庫容條件也很充足，≥10℃的積溫為3450℃，其中年平均氣溫6.8℃，10月平均氣溫1.6℃，7月平均氣溫24.5℃。年平均降水量190 mm，夏季明顯多於冬季。全年無霜期為175天。