火焰山，位于吐鲁番境内，横亘于吐鲁番盆地中部，西起桃尔沟，东至柏树沟，西南为艾丁湖，东南为库木塔格，北部为博格达山山前倾斜平原。大致在东经89°10’~90°10’，北纬42°50’~43°5’范围内，北西西-南东东走向。全长约100千米，宽5~8千米，面积约600平方千米。

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”。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，位于吐鲁番境内，横亘于吐鲁番盆地中部，西起桃尔沟，东至柏树沟，西南为艾丁湖，东南为库木塔格，北部为博格达山山前倾斜平原。大致在东经89°10’~90°10’，北纬42°50’~43°5’范围内，北西西-南东东走向。全长约100千米，宽5~8千米，面积约600平方千米。

火焰山的炎热干燥，皆归因于此地独特的自然地理条件。火焰山为天山支脉之一，形成于五、六千万年前的喜马拉雅运动时期。千万年间，地壳横向运动时留下的无数条褶皱带和大自然的风蚀雨剥，形成了火焰山起伏的山势和纵横的沟壑。

火焰山背斜是火焰山形成的空间格架，燕山运动时期，区内发生隆起，使下、上白垩统间成假整合接触。至白垩纪末期，区内发生了规模较大的褶皱，这一运动的标志是白垩纪、古近系和新近系间的不整合，也是火焰山的隆起基本形成，也就是火焰山背斜的形成，为火焰山地貌景观的形成搭建了空间格架。

火焰山区出露地层主要有中生界侏罗系、白垩系、古近系和第四系。

侏罗系主要分布于火焰山中段山体顶部一带，地层岩性为砂岩、泥岩、泥砂岩、底部为砾岩，上部绿色泥岩夹粉细砂岩，下部灰黄绿色石英长石砂岩。

白垩系主要分布于火焰山中部，为火焰山主体的主要组成部分，地层岩性为红色块状砂岩，绿色泥岩、泥砂岩与粉砂岩，底部灰蓝色细砾岩、砾岩。

古近系主要分布于盆地北部边缘及火焰山，面积不大。岩性为一套桔红色、棕红色、灰绿色、土黄色砂岩、泥岩、砂泥岩、砾状砂岩、砾岩，底部为钙质砾岩。它与下伏的侏罗系、白垩系呈角度不整合接触，与上覆之上古近系和新近系桃树园组成假整合，局部不整合接触。

第四系分布在火焰山两侧及各沟谷、山口的洪积扇上，主要成分以砾石和砂土组成。

火焰山山脉呈东西走向，横亘于吐鲁番盆地中，山长100多千米，最宽处达10千米，海拔500米左右。《山海经》中将其称之为“炎火之山”，维吾尔语叫“克孜尔塔克”，意为红山，隋唐时期曾叫它为“赤石山”。火焰山山体沟壑林立，曲折雄浑，寸草不生。在炎热的夏季，裸露的表层在太阳烘烤下温度可达75℃，热浪翻滚，使人透不过气来。由于地层堆积比较水平，加上岩层软硬相间，在经年雨水侵蚀下，顺坡形成一条条沟壑。山体侵蚀下来的物质，在山麓前形成红色的洪积扇裙，扇裙前缘在干旱环境下又形成无数多边形龟裂。

火焰山背斜构造是火焰山的真实写照，火焰山整体为一倒转背斜组成，其核部被风化剥蚀，在地貌上形成大型单面山，北侧平缓、南部陡峭。受风蚀和水蚀作用，山体坡面上形成排列紧密的“V”字型冲沟，间距20—30米不等，深度5—6米，冲沟形态状若熊熊燃烧的火焰。

火焰山是中国最热的地方，夏季温度最高可以达到47.8℃，火焰山山体阳面地表最高温度可达82.3℃，沙窝里可以烤熟鸡蛋。火焰山多年平均降水只有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”。

历史上吐鲁番气象站的极端最高气温民国三十六年（1947年）曾经达到47.8℃。据记载，民国三十三年（1944年）还有过48.1℃的高温，解放后，在艾丁湖曾经测到过48.3℃。在1975年7月13日，吐鲁番民航机场，那里的海拔高度是比海平面低80米，四周是戈壁沙漠，观测到48.9℃的最高气温记录，但是这些记录都属于非正式记录。从气象站的正式观测记录来看，1953年7月24日和1956年7月24日分别两次观测到47.6℃，1986年7月23日观测到的记录是47.7℃。这是中国正式的最高气温记录。

火焰山虽然高温难耐，但火山体却又是一条天然的地下水库的大坝。正是由于火焰山居中阻挡了由戈壁砾石带下渗的地下水，使潜水位抬高，在山体北缘形成一个潜水溢出带，有多处泉水出露，滋润了鄯善、连木沁、苏巴什等数块绿洲，从而也造就了这一带的生命。

因火焰山周边土地属于盐碱地，所以植被成活率较低，为改善火焰山景区周边的环境，通过植树工作，目前已成活的各类树木约230棵。

最高峰在鄯善县吐峪沟附近，海拔831.7米。

矗立在火焰山的那根巨大温度计，犹如孙悟空的如意金箍棒一般，那红色的刻度线在阳光下格外耀眼，精准地测量着火焰山那炽热无比的高温，仿佛在向世人展示着这片土地的酷热。巨型温度计位于地宫中心炼丹炉内，中心矗立着孙悟空的金箍棒，高12米，直径65厘米，主要测量的是地表温度。

火焰山地理文化厅以火焰山微缩沙盘模型展现了火焰山的全貌。

高昌名人厅为游客展示了千年以来在吐鲁番留下足迹的人物，主要有唐玄奘、岑参、林则徐等。

火焰山有其独特的自然面貌，加上明代晚期吴承恩将唐三藏取经受阻火焰山，孙悟空三借芭蕉扇的故事写进著名古代小说《西游记》，把火焰山与唐僧、孙悟空、铁扇公主、牛魔王联系在一起，使火焰山神奇色彩浓郁，成天下奇山。游人到火焰山，还能看到唐僧路过时的拴马桩——一柱凌空的山石还屹立在胜金口内；远处一片平顶的山坡，则是唐僧上马的踏脚石；拴马桩东，隔峡谷有一高峰顶着一块活像长嘴的巨石，人称八戒石。

话说唐三藏西天取经路阻火焰山，遇一长者道：“敢问公公，贵处遇秋，何返炎热？老者道：“敝地唤做火焰山，无春无秋，四季皆热。”三藏道：“火焰山却在那边？可阻西去之路？”老者道：“西方却去不得。那山离此有六十里远，正是西方必由之路，却有八百里火焰，四周围寸草不生。若过得山，就是铜脑盖，铁身躯，也要化成汁哩。”三藏闻言，大惊失色，不敢再问……《西游记》中师徒四人初到火焰山时便遭遇这一段对话，从此引出了铁扇公主、牛魔王以及三借芭蕉扇的故事。

维吾尔族民间传说天山深处有一只恶龙，专吃童男童女。当地最高统治者沙托克布喀拉汗为除害安民，特派哈拉和卓去降伏恶龙。经过一番惊心动魄的激战，恶龙在吐鲁番东北的七角井被哈拉和卓所杀。恶龙带伤西走，鲜血染红了整座山。因此，维吾尔人把这座山叫做红山，也就是我们所说的火焰山。

关于火焰山曾是一片火海，史书上也有记载。王延德的《高昌行记》说，“北庭北山（即火焰山），山中常有烟气涌起，而无云雾。至夕火焰若炬火，照见禽鼠皆赤。”而当唐代著名边塞诗人岑参第一次经过火焰山的时候，曾作诗《经火山》如下：“火山今始见，突兀蒲昌东。赤焰烧虏云，炎氛蒸塞空。不知阴阳炭，何独燃此中。我来严冬时，山下多炎风。人马尽汗流，孰知造化功。”