新疆自然环境特征是：
新疆远离海洋，深居内陆，四周有高山阻隔，海洋气流不易到达，形成明显的温带大陆性气候。气温温差较大，日照时间充足（年日照时间达2500～3500小时），降水量少，气候干燥。新疆年平均降水量为150毫米左右，但各地降水量相差很大，南疆的气温高于北疆，北疆的降水量高于南疆。
最冷月（1月），平均气温在准噶尔盆地为零下20℃以下，该盆地北缘的富蕴县绝对最低气温曾达到零下50.15℃，是全国最冷的地区之一。最热月（7月），在号称“火洲”的吐鲁番平均气温为33℃以上，绝对最高气温曾达至49.6℃，居全国之冠。
山脉与盆地相间排列盆地与高山环抱、喻称“三山夹二盆”。北部阿尔泰山，南部为昆仑山系；天山横亘于新疆中部，把新疆分为南北两半，南部是塔里木盆地，北部是准噶尔盆地。习惯上称天山以南为南疆，天山以北为北疆，把哈密、吐鲁番盆地为东疆。
新疆三大山脉的积雪、冰川孕育汇集为500多条河流，分布于天山南北的盆地，其中较大的有塔里木河（中国最大的内陆河）、伊犁河、额尔齐斯河（流入北冰洋）、玛纳斯河、乌伦古河、开都河等20多条。
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