春季气温迅速上升，蒸发力显著增加。北疆地区春雨尚有一定数量，加上融雪水，只要做好保墒工作，基本上可以供给春播的墒度。
与我国其他干旱地区相较，北疆的水资源较为丰富，为发展农业生产，改变干旱面貌提供了有利条件。
第一，盆地边缘的山地降水量比较丰富，一般中高山区年降水量可达400—600毫米，高山区现代冰川和常年积雪发育，成为许多中小河流的发源地，可向平原地区输送大量的水源。北疆地区地表径流总量约有400亿立方米，比黄土高原、内蒙古高原的地表径流还要丰沛。
第二，发源于山地的河流，在不同程度上承受冰川和融雪水补给，大多数河流的水量变化比较稳定，年变差系数小，一般为0.1—0.2，农业用水保证率高。从年径流分配来看，5月份由于有中、低山区融雪水，有较明显的春汛，5月到6月上中旬在北疆正是农作物缺水季节，春汛对农业灌溉用水提供了有利条件。夏季降水增多，高山冰雪融水增加，与农作物需水量多的季节基本相适应。
第三，天山北坡、阿尔泰山南坡都有茂密的天然森林，可以调节径流。河流含沙量较小，平均含沙量为0.1—0.5升/立方米，河水盐分低，矿化度不到200毫克/升，适于农业利用。
第四，山前平原地下水的储量也相当丰富，含水层厚度大。经勘查证实，准噶尔盆地为一自流盆地，天山北麓从奇台至精河，东西长约800千米，南北宽约30—50千米，为一连续的自流水分布带。第四系和第三系地层中的自流水均可开采利用。
尽管北疆地区具有一定数量的水资源，但仍然是一个地多水缺的地区，一方面水土资源在地区上不平衡，另方面作物需水期与地表径流季节分配不一致，产生水量季节不平衡。冬半年枯水期长，夏季洪水集中，春季、秋季常有缺水现象发生，需要调节夏季洪水冬季闲水，以补春水和秋水的不足。
盆地中部为古尔班通古特沙漠，部分为灌木及草本植物覆盖。主要为南北延伸的垄岗式固定、半固定沙丘、南缘为蜂窝状沙丘。
三、天山山地
天山山地是耸立于干荒漠之中的一座雄伟山地。它由复杂而辽阔的山地以及众多的山间盆地所组成。山地和盆地的走向都受到北西西和北东东两组主要构造方向的控制。
天山是在古生代地槽褶皱基础上经历了复杂的地质演变过程而产生的。天山地槽褶皱系构成了天山山系的主体。前寒武纪的变质杂岩构成了天山地槽的结晶基底，在中天山成带出现，成为长达千余千米的中央隆起带。
下古生界的沉积建造和厚度，在北天山、中天山和南天山各沉积岩相带大同小异。早、中志留世沉积了巨厚的类复理石建造，晚志留世出现了较多的中基性火山岩层。晚古生代是地槽发育的主要时期，此时地层特点是厚度巨大，喷出岩发育。中、新生代，全区几乎均为内陆河湖相碎屑岩沉积和磨拉石沉积，它们出现在巨大的山前拗陷和大小不等的山间拗陷之中。
天山地槽褶皱系的侵入岩分布很广，约占全区总面积的11％，具有多期侵入的特点，以海西中期侵入为主。天山的侵入活动显示了北天山和中天山强，南天山弱；天山东部强，西部弱的特点。
天山地槽发展过程中，沉降中心、构造活动中心及岩浆活动中心具有规律的迁移特征。横向迁移以天山中央隆起带为核心，向两侧迁移，直达山前拗陷地区。加里东旋回的褶皱常出现在古老中央隆起带的旁侧，其外为海西褶皱带，再向外侧则为后期旋回中新生代山前拗陷的褶皱断裂构造区。
块状隆起的内陆剥蚀面广泛分布是天山山地地貌的重要特征之一。这些夷平面大部分以高原形式出现。古夷平面由于新构造运动影响，冰川和河流分割，而受到破坏。天山东部气候干旱，夷平面保存得较好。