這裏的氣候是屬於暖温帶氣候，年均温在9~11℃，冬季來説是東部要比西部冷一些。這裏的水分主要是來源於西風氣流，降水十分稀少，無法自身形成徑流，但是周圍的山區年降水量還是可以達到200—400毫米的。
塔里木盆地是窩溝最大的含油氣沉積盆地，到目前來説，油氣資源總量達到160億噸油當量，也被地質學家稱之為21世紀中國石油戰略接替地區。一直到2015年，可探明油氣資源總量達到168億噸。就光是這裏的石油資源，就佔到了全國石油資源總量的六分之一。塔里木盆地還藴藏着巨大的水資源，他的需水量更是美國五大湖總和的十倍，而且這裏的地下水也是可以直接飲用的。
盆地地下水的補給主要是來自於河牀，渠道以及田間滲漏，地下水的儲量為110到148億立方米，尤其是在後來提高灌溉管理水平之後，動儲量還有七十多億平方米，其實我們都知道，地下水的合理利用，對於解決盆地缺水，以及在保護生態環境方面，都是具有一定意義的。
之前還在網上看到有人説我國的沙漠下面發現了“海洋”，不過這確實是算得上是一個巨大的奇蹟了。