新疆最冷的时候，温度可以非常低。历史上，新疆的最低温度记录是零下52.3℃，这个纪录出现在1969年。不过，需要注意的是，这个数据是基于1969年的统计，而最近的记录显示，在2024年1月7日，新疆塔城地区的萨尔图河流域出现了零下48.8℃的低温，这是当年新疆的最低温度记录。
新疆地域辽阔，不同地区的最低气温也有所不同。例如，在北疆的一些地区，如乌鲁木齐、石河子、昌吉等，冬天最冷时气温可接近零下40度。而在南疆，温度相对较高，冬天最冷时气温约为零下20度左右。
新疆冬季的平均气温通常在零下20℃以下，最冷月（1月）在准噶尔盆地的平均气温通常在零下20℃以下，而富蕴县等北缘地区的绝对最低气温曾达到零下50.15℃。
由于新疆深居内陆，四周有高山阻隔，海洋气流难以到达，形成了明显的温带大陆性气候，冬季寒冷且干燥。