位于焉耆盆地东南部的博斯腾湖，东西长55公里，南北宽25公里，湖水高程1048米，水域面积1001平方公里，为全国最大的内陆淡水湖。全州共有大小河流53条，年径流量106亿立方米。按河流的发源地可分为天山水系和东昆仑山水系。天山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