轮台县属于暖温带大陆性干燥气候。气候特点是日照时间长，热量条件好，无霜期较长，降水稀少，蒸发旺盛，空气干燥。
1、日照
轮台县日照充足，年日照时数为2442小时～2925小时，平均值为2658小时；年日照百分率为63%；各月日照时数8月份最多，达283.3小时；12月份最少，为182.2小时。
2、气温
轮台县热量资源丰富，年平均气温为10.9℃；0℃积温为4362℃～4969℃，平均值为4520℃；10℃有效积温3730℃～4736℃，平均值为4081℃;无霜期(最低气温≥2℃)为180天～224天，平均为192天；年平均日较差为14.6℃。四季分明，冬季寒冷，历年极端最低气温为-25.5℃(1975年12月11日)。夏季炎热，极端最高气温为41.4℃(2000年7月12日)。春季升温快而不稳，多风沙浮尘天气，秋季降温迅速。
3、降水
降水主要集中在夏季，降水量年际变化很大，年总降水量为16.7mm～135.0mm，平均年总降水量为65.6mm。降水强度差异悬殊，一日最大降水量45.7mm(1978年6月10日)，最长连续无降水日达185天(1970年8月17日至1971年2月17日)，冬季历年最大积雪深度21cm(1973年3月1日)。
4、蒸发
平原区年总蒸发量为1766mm～2450mm之间，平均年蒸发量为2024mm。夏季的蒸发量为851mm，占全年总蒸发量的41%，冬季最少，为213mm，占10%。
5、风
年平均风速为1.8m/s，主导风向NE，2分钟最大风速21m/s