伊犁哈薩克自治州在遠(yuǎn)離海洋和群山環(huán)抱的影響下，具有典型的干旱氣候特征，屬寒溫帶半干旱的大陸性氣候。由于地域遼闊，地形復(fù)雜，從天山到阿爾泰山，隨著經(jīng)度和位置高度的不同，各地又有獨(dú)特的小氣候特征。全州總的氣候特征是：夏季短，冬季長；春季升溫快但不穩(wěn)定；秋季降溫迅速。一般年份春季長于秋季30天左右。陽光充足，相對(duì)濕度低，蒸發(fā)量大。氣溫變化劇烈，日溫差大。無霜期較短。降水量月、季、年度變化率大，山區(qū)多于平原，局部地區(qū)間差異大。風(fēng)力因各地地形影響而表現(xiàn)不一。在災(zāi)害性天氣方面，逢秋末、春初普遍受到冷空氣入侵，氣溫急劇下降，有暴風(fēng)雪。初冬有霜凍，夏季有暴雨、冰雹、干熱風(fēng)等災(zāi)害。
自治州境內(nèi)的氣溫，以地區(qū)來看，伊犁地區(qū)年平均氣溫為8－9℃，塔城地區(qū)年平均氣溫為7－8℃，阿勒泰地區(qū)年平均氣溫為0－4℃，，即氣溫隨地勢(shì)的增高而漸低。全年以1月份（山區(qū)2月份）最冷，7月份最熱，平均年較差界于27－45℃之間，山區(qū)差值小，平原差值大；各地平均日較差在10－16℃之間，最大日較差在20－28℃之間。
在光熱方面，自治州太陽輻射通量年平均為5200－5600兆焦耳/平方米。阿勒泰地區(qū)緯度高，光熱資源為5399兆焦耳/平方米，是自治州的低值區(qū)。伊寧市、霍城縣一帶太陽輻射通量為5563兆焦耳/平方米，是自治州光熱資源高值區(qū)。能為植物利用的光合潛力全州一般為2600－2800兆焦耳/平方米。自治州境內(nèi)年日照時(shí)數(shù)在2899－3158小時(shí)之間，日照比率平均為65％。
自治州平原農(nóng)區(qū)無霜期一般在150－180天。伊寧、沙灣兩縣最長為191天。山區(qū)為100－130天。
自治州的降水量受大氣環(huán)流和地形的影響，在西風(fēng)急流帶來的大西洋暖濕氣流和南下的北冰洋氣流共同作用下，遇西敞、北東南三面環(huán)山封閉地形成“三帶四塊”降水各異的特征。
自治州境內(nèi)蒸發(fā)量的總趨勢(shì)是從南向北增大，全州年蒸發(fā)量是1259－2381毫米。蒸發(fā)量最大的是阿勒泰地區(qū)的黑山頭，達(dá)2331毫米；蒸發(fā)量最小的出現(xiàn)在昭蘇縣，只有1209.5毫米。
自治州境內(nèi)的氣壓因海拔高度相差懸殊而表現(xiàn)不規(guī)則。凡海拔在1000米以上的地區(qū)，氣壓都在900百帕以下；凡海拔在1000米以下地區(qū)，氣壓都在900百帕以上。其年際變化無規(guī)律，且變幅不大。其日變化以清晨為最高，至午后最低，然后又開始上升，與氣溫日變化基本成反向變化。
自治州境內(nèi)的風(fēng)速是北部大于南部。一年中的變化，一般從3月份增大，到11月份又減少。個(gè)別地區(qū)則相反。
自治州境內(nèi)的災(zāi)害天氣主要是，逢春初、秋末普遍有冷空氣或寒潮侵入，氣溫急劇下降，有暴風(fēng)雪。初冬有霜凍，夏季有暴雨、冰雹、干熱風(fēng)等災(zāi)害。寒潮多出現(xiàn)在春、秋兩季，入侵的途徑主要來自北方或西方的強(qiáng)冷空氣。侵入時(shí)間一般在9月底開始。雷暴和冰雹多發(fā)生在山區(qū)和前山地帶，一般出現(xiàn)在4－10月，主要集中在5－8月。大風(fēng)主要集中在4－10月。
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