截至2009年,吐鲁番地区境内有国家级保护动物有近30种,其中一级保护动物有金雕、玉带、海雕、雪豹、白肩雕、蒙新野驴、野骆驼、北山羊、大鸨、、波斑鸨、黑鹳、白鹳;二级保护动物有马鹿、哦喉羚、盘羊、塔里木兔、黑熊、高山雪鸡、苍鹰、大鵟、红隼、雕号鸟、纵纹腹小号鸟、长耳号鸟、短耳号鸟、鸢、棕尾鵟、大小天鹅。
在吐鲁番地区境内生存的其它动物还有家燕、大雁、布谷鸟、楼燕、红尾伯劳、灰伯劳、赤颈鸫、燕雀、漠雀、红腰朱雀、斑鸠、靴篱莺、小白喉莺、黑喉岩、欧斑鸠、灰斑鸠、棕斑鸠、山雀、呱啦鸡、大杜鹃、短趾沙百灵、凤头百灵、鱼鹰、乌鸦、喜鹊、野鸭、雀鹰、野鸽、啄木鸟、麻雀、野猪、狼、沙狐、赤狐、旱獭、大耳猬、晚棕蝠、伏翼、环颈雉、虎鼬、蜥蜴等。 截至2009年,吐鲁番地区森林面积133.1万亩,占辖区总面积0.23%。林地中山区有成片林,主要分布在吐鲁番市和鄯善县海拔2000米以上的山坡。全市山区天然林资源5万亩,活立木总蓄积量30万立方米,树种以云杉、落叶松、胡杨为主。
吐鲁番地区林业用地总面积2347383亩,森林覆盖率为1.92%。其中:天然林面积1618177亩,覆盖率1.55%;人工林面积:385570亩,覆盖率0.37%;林地面积2003747亩,占林业用地面积的85.36%;灌木林面积134453亩,占林业用地面积的57.3%,育苗基地1000亩。 吐鲁番盆地的光热资源十分丰富,日照时间长,气温高,昼夜温差大,年日照时数达3000小时以上,阳光热辐射量每平方厘米达139.5卡,全市高达9.8万亿卡。由于北部天山的屏障作用,,吐鲁番的无霜期平均每年达到268.6天,最长的年份达到324天,是中国长城以北无霜期最长的地方。全年10℃以上有效积温5300℃以上。