本区属大陆性干旱气候，干燥寒冷，降水奇缺。从东到西海拔1500-1100米，年均温3.9℃～9.3℃，无霜期127～158天。夏季干热而较短促，冬季寒冷而较漫长，但春季升温迅速。
酒泉地区南部山地属高寒半干旱气候，年平均气温4°～6℃，走廊地带属温带干旱气候，年平均气温约5℃～9℃。年日照总时数达3300多小时，日照百分率为75%。降水量由南向北递减，祁连山地年降水量300毫米左右，酒泉为84毫米，北部马鬃山地为39毫米，蒸发量较大，多在2000-4000毫米之间。
疏勒河流域地处内陆，位于酒泉地区西部，属于典型大陆性气候，海拔高度170-1900米。总的气候特点是降水少（是我国、甘肃省雨量最少的地区之一），蒸发量大（是甘肃省蒸发量最大的地区），日照长，昼夜温差显著，夏季炎热，冬季寒冷，干旱多风（安西素有“世界风库”之称）。流域降水集中在6、7、8月份，流域以玉门镇、安西县计算，年蒸发量为年降水量的45.7—64.2倍。最大冻土深度116—150厘米。年平均风速2.7—4.2米/秒，最大风速20—34.5米/秒。
酒泉市属半沙漠干旱性气候，其特点为气候干旱降水少，蒸发强烈日照长，冬冷夏热温差大，秋凉春旱多风沙。气温：常年最高温度℃,最低为零下31.6℃，年均温7.9℃，一月气温-9.9度，七月气温22.2度，昼夜温差大。风向：全年主导风向是西南风，其次是东风和西北风。最大风速26米/秒，平均风速2.3米/秒。雨量：年平均降雨量84毫米，最大降雨量158毫米，集中在6-10月，年平均降雨日数62天。年平均蒸发量2141.4毫米，超过降雨量27.3倍。相对湿度：最高56%，年平均46%。积雪：最大积雪深度为14毫米。冰冻：最冷时冻土深度为1.32米，冰冻期一般在11月至次年4月。日照：年平均日照时数为3056.4小时,日照百分率平均69%，10月份多达78%。
