Le climat du Takla Makan est modérément chaud et nettement continental, avec une plage de température annuelle maximale de 70 °F (39 °C). Les précipitations sont extrêmement faibles, allant de 1,5 pouce (38 mm) par an à l'ouest à 0,4 pouce (10 mm) par an à l'est. La
température de l'
air en été est élevée, atteignant jusqu'à 100 °F (38 °C) à la limite orientale du désert. En juillet, la température moyenne de l'air est de 77 °F (25 °C) dans les régions orientales. Les hivers sont froids : en janvier, la température moyenne de l'air est de -10 à -9 °C (14 à 16 °F), et la température la plus basse atteinte en hiver tombe généralement en dessous de -20 °C (-4 °F).