属中温带大陆性干旱气候，年降水量183.1毫米，年日照时数2833小时，平均无霜期167天。境内有大小冰川158条，面积60平方公里，水储总量19.88亿立方米，为昌吉市的天然固体水库。全市地下水储量2.15亿立方米，地下水动储量1.2-1.5亿立方米，年均实际开采利用0.35-0.5亿立方米。发源于天山北麓高山冰川的三屯河、头屯河两条河流自南向北贯穿全市，年径流量5.46亿立方米。并建有三屯河水库和头屯河水库，库容分别为3500万立方米和750万立方米。