巴州屬典型大陸性氣候,四季分明,晝夜溫差大,春季升溫快而不穩,秋季短暫而降溫迅速,多晴少雨,光照充足,空氣干燥,風沙較多。其中,南5縣(市)即庫爾勒、尉犁、輪臺、且末和若羌屬塔里木盆地東部暖溫帶干旱區,該區的農業氣候優勢是光熱充足,熱量資源比較豐富,冬夏和晝夜溫差大,空氣干燥,非常適宜棉花、香梨、杏、紅棗、蔬菜等作物的生長;北4縣即焉耆、和靜、和碩、博湖屬焉耆盆地中溫帶區,該區域日照充足,氣候溫和,非常適宜小麥、玉米、甜菜、工業番茄、色素辣椒、打瓜、酒花、孜然、葡萄等作物的生長。
巴州獨特的農業氣候資源孕育出許多獨具特色的農產品。馳名中外的新疆特色名牌產品“庫爾勒香梨”的主要產地就在巴州的庫爾勒市。巴州還是中國優質棉花重要產區之一。工業用番茄紅色素含量高,品質優良,是國內重要的蕃茄醬生產基地。
巴州境內有塔里木河、開都河、孔雀河、迪那河、車爾臣河、米蘭河等主要河流,具有發展現代農業的良好前景。
2023年實現農林牧漁業總產值472.5億元。