Aralsjøen ligger i Turan-senkningen, som er en del av den eurasiske steppe. Regionen har et kontinentalt og tørt klima (klimatype i Köppens klimaklassifisering), og består av ørkener og halvørkener med vegetasjon preget av tørr steppe. Det tørre klimaet skyldes høyfjellene som strekker seg fra sørvest til øst for regionen, og sperrer for monsunvindene fra Det indiske hav. Fuktighet kommer imidlertid om sommeren med skymasser fra Nord-Atlanteren. De dominerende vindene kommer fra vest og nord. Lokale lavtrykksområder forårsaker et stort antall virvelstormer. Det faller mellom 30 og 200 mm nedbør pr år i regionen, ved Aralsjøen rundt 100 mm. Nedbøren er svært uregelmessig fordelt, og det kan forekomme månedslange tørkeperioder, men også snefall. Det er mulig at Aralsjøen før 1960 hevet luftfuktigheten på bakkenivå med mellom 3 og 5 % og økte den årlige nedbøren med 10 mm.