當時氣候酷熱，堆積的砂石土中的鐵在高溫下被氧化，形成大量紅色氧化鐵。後來隨著地殼的運動，上升為壹座山，在吐魯番盆地深處突兀地升起，形成壹座紅底火焰山。
新疆火焰山是吐魯番最著名的景點。位於吐魯番盆地北緣，古絲綢之路以北，主要由侏羅紀、白堊紀和中生代第三紀的赤土紅砂巖、礫巖和泥巖組成。當地人叫它“基齊爾塔格”，意思是“紅山”。
火焰山是中國最熱的地方，夏季最高氣溫47.8℃，地表最高氣溫89℃。雞蛋可以在沙窩裏烤。雖然年平均氣溫只有14.5℃，但35℃以上的天數卻多達100天，甚至38℃以上的極熱天氣也有38天。
多年測得的絕對最高溫度為49.6℃(1975 07 13)，地表溫度甚至可以達到89℃，是名副其實的“中國熱極”。火焰山年平均降水量只有16mm，夏季占壹半，而托克遜年降水量只有5.9 mm，常年不下雨也不足為奇，堪稱“中國幹極”。