自治州地处中纬度欧亚大陆中心，属暖温带大陆气候。平原地区日照充足，四季分明，干旱少雨，温差较大。春季升温快，天气多变，多风，多浮尘；夏季炎热；秋季凉爽，降温迅速；冬季寒冷，多晴日。山区气候寒冷，热量不足，降水不均，积雪不稳，四季不明，冬季漫长，一年内仅有冷暖之分。特产主要有阿图什木纳格葡萄、阿图什无花果、阿扎克葡萄、巴仁杏、胡宛乃克杏、木纳格葡萄等。