火焰山位于吐鲁番盆地的中北部。火焰山古称赤石山，古丝绸之路北道。呈东西走向。火焰山，维吾尔语称“克孜勒塔格”，意为“红山”，唐人以其炎热曾名为“火山”。山长100多公里，最宽处达10公里，海拔500米左右，主峰海拔831.7米。

火焰山童山秃岭，寸草不生，飞鸟匿踪。每当盛夏，红日当空，赤褐色的山体在烈日照射下，砂岩灼灼闪光，炽热的气流翻滚上升，就像烈焰熊熊，火舌撩天，故又名火焰山。

火焰山是中国最热的地方，夏季最高气温高达摄氏47.8度，地表最高温度高达摄氏70度以上，沙窝里可烤熟鸡蛋。吐鲁番属典型的大陆性干旱荒漠气候。虽然年平均温度只有14.5℃，然而超过35℃以上的日数却在100天以上，即使38℃以上的酷热天气也有38日之多。

多年测得的绝对最高气温为49.6℃（1975年7月13日），而地表温度能达到83.3℃，是名符其实的“中国热极”。火洲多年平均降水只有16毫米，夏季占一半，而托克逊年降水量只有5.9毫米，终年不雨或雨而未觉亦不足为奇，可以算得上是“中国干极”。