水系的河流主要有开都河、黄水沟、清水河、迪那河、库尔楚河等，滋润着焉耆盆地、库尔勒、尉犁、轮台平原的大片土地；阿尔金山水系的河流主要有车尔臣河、喀拉米兰河、莫勒切河、米兰河、塔什赛依河、瓦石峡河等，孕育着若羌、且末两地的绿洲。巴州属中温带和暖温带干旱半干旱气候。其主要特征是：干旱少雨、蒸发量大，日照长。由于全州地域辽阔，地形复杂，高山地区与平原地区，焉耆盆地的北四县与塔里木盆地的南五县（市）之间的气候又有较大差异。高山地区春秋相连，终年无夏，平原地区则四季分明。位于塔里木盆地边缘的库尔勒、轮台地区无霜期