Летом на поверхности почвы температура достигает 60°, а в песчаной пустыне 80°. Соответственно относительная влажность воздуха летом оказывается в пустынях очень низкой: в июле в среднем 20—30%. Даже в предгорной части влажность лишь до 30%.
Осадки на территории Узбекистана распределяются неравномерно. На пустынных равнинах в год выпадает иногда меньше 100 мм (Кызылкум, Приаралье), обычно же — от 100 до 200 мм осадков, а в отдельных районах и меньше. В предгорьях и горах годовая сумма осадков достигает 900 мм. Лето знойное, без дождей. Большая часть годовых осадков выпадает весной (30—50%) и зимой (25— 40%), на лето приходится всего лишь 1—6%, на осень 10—20% годовой суммы осадков. Поскольку на большей части равнин Южного Узбекистана зимой наблюдаются положительные температуры, то оказывается возможной зимняя вегетация растений (эфемеры, эфемероиды). А летом жара и сушь угнетают растения, и выживают лишь наиболее приспособленные к пустынным условиям виды (эремофиты).
Неплотный, разреженный растительный покров и засушливый климат на равнинах способствуют образованию пыльных бурь, возникающих даже при несильных ветрах (5—7 м/с). Обычно эти бури случаются летом и осенью. При обычной средней пыльной буре в воздух поднимаются миллионы тонн частиц и переносятся на огромные расстояния.
Климатические условия позволяют развивать в Узбекистане субтропическое земледелие (хлопководство, виноградарство и др.), но исключительно поливное. Богарное (неполивное) земледелие ограничено среднегорьями восточных районов республики.
Территория Узбекистана целиком расположена в бассейне Аральского моря. Общие водные ресурсы — 50—60 куб. км в год. Из них только 12,2 куб. км формируются на территории республики, а остальной объем воды поступает извне — с гор Тянь-Шаня и Памиро-Алая, от тающих летом снегов и ледников. Поэтому максимум расхода воды в реках приходится на самое жаркое время.
Самые крупные реки республики (и всей Средней Азии) — Амударья и Сырдарья. Они, как и их притоки, берут начало вне пределов Узбекистана. Амударья в пределах Узбекистана оказывается средней и нижней частью своего течения. Длина ее (вместе с Пянджем) — 2540 км. Из притоков Амударьи по территории Узбекистана протекают Сурхандарья, Шерабад, Кашкадарья и Зеравшан (последний не доходит до Амударьи: его воды целиком разбираются на орошение).
Сырдарья — вторая по водоносности река в Средней Азии. На территорию республики приходится ее среднее течение. Длина реки (с Нарыном) — 3019 км, площадь бассейна — 462 тыс. кв. км. Самый крупный приток Сырдарьи в пределах Узбекистана — р. Чирчик.
Реки Узбекистана, кроме Амударьи и Сырдарьи, не очень мутны. Только у Сурхандарьи и Шерабада при выходе с гор воды несут 3 кг взвесей на 1 куб. м. Среднегодовая мутность большинства постоянных водотоков составляет 200— 500 г/м3.
Равнины Узбекистана не участвуют в формировании поверхностного стока, но зато активно его потребляют. Здесь интенсивно разбирается на орошение вода, поступающая с гор. Уже в предгорной части республики часть речных вод отводят каналами на поля. С 1961 г. из-за хозяйственной деятельности приток вод в Аральское море систематически уменьшался, и за это время Арал недополучил 210 куб. км пресных вод. До 20% этих вод пошло на заполнение Сарыкамышской и Арнасайской впадин. Поэтому Узбекистан испытывает недостаток в поливных водах, в связи с чем возрастает интерес к проектам переброски части стока сибирских рек на юг, в Среднюю Азию.
Озера на территории Узбекистана малочисленны, невелики и распространены неравномерно, преимущественно в горах. На равнинах встречаются озера и водохранилища на сбросах ирригационных систем (Судочье, Арнасай, Чардаринское, Чарвакское и др.). По размерам и объему накопленной в них воды водохранилища во много раз превосходят естественные озера. Освоение новых площадей под хлопководство стимулирует расширение сети водохранилищ.
Крупнейшее в Средней Азии озеро — Аральское море (площадь 66 тыс. кв. км) входит в пределы Узбекистана южной своей частью. Уровень моря теперь снизился в связи с широким использованием вод Амударьи и Сырдарьи.
Узбекистан обладает и подземными водными ресурсами (общий расход — 120 куб. м/с). Подземные воды широко применяются в водоснабжении, орошении, обводнении пастбищ. В горах распространены трещинные и трещинно-Карстовые грунтовые воды, на равнинах артезианские бассейны. Богат Узбекистан в целебными минеральными водами.
В республике выявлены сероводородные, йодоносные, радоновые и слабоминерализованные щелочные термальные воды. Сероводородные источники Ферганского и Сурхандарьинского бассейнов по своим качествам не уступают широко известным водам Мацесты.
Флора Узбекистана насчитывает около 3700 видов высших растений. Генетически она связана с флорой Средиземноморья и Юго-Западной Азии. Не менее 20% видов — эндемики, т. е. больше нигде не встречаются: большая часть их произрастает в горах. Во флоре множество дубильных, пищевых, лекарственных, технических и просто декоративных растений, рациональное использование которых приобретает плановый характер.
Значительная часть территории республики занята пустынями. По характеру грунтов различают каменистые, песчаные, глинистые, лёссовые и солончаковые пустыни.
В каменистых и глинистых пустынях растут полыни (серозёмная, черная, узко-дольчатая и др.), прутняк, солянки, местами — травы-эфемеры. На засоленных массивах господствуют различные (в том числе и кустарниковые) солянки, биюргун тургайский, белая полынь и другие солевыносливые растения (галофиты). В пустынях с лёссовыми грунтами преобладают эфемеровые травостои (осока, мятлик, маки, ферула, дорема и др.), выгорающие с началом летней жары. Во всех этих вариантах пустынь доля эфемеров в растительном покрове нарастает к югу, где лучше выражен максимум осадков в холодное время года (средиземноморский режим).
Растительность песчаных пустынь разнообразна. Здесь встречаются деревья, кустарники, полукустарники, геофиты (луковичные и клубневые растения), многолетние и однолетние травы. Разреженный растительный покров песчаных пустынь формируют травы-псаммофиты (т. е. приспособленные к жизни в сыпучих песках). Среди них выделяются злак селин (аристида), кустарниковый жузгун (каллигонум), древесные и кустарниковые саксаулы (белый и черный), полукустарниковые полыни (белая, туранская и др.). Встречаются и незакрепленные пески, лишенные растительности, но их сравнительно немного.
Растения пустынь хорошо приспособлены к длительной засухе, перегреву, подвижным или засоленным и всегда бедным грунтам. Широко распространены такие приспособления, как безлистность, уменьшающая испарение (саксаулы, жузгун и др.), быстрое укоренение, уход в «спячку» во время жары (луковичные и клубневые растения).
В полном соответствии с экологическими особенностями пустынь сформировалась и их фауна. Здесь обитают быстроногие млекопитающие, способные перебегать на большие расстояния в поисках воды и пищи (джейран, сайгак), многочисленные грызуны, довольствующиеся минимумом воды (суслик, тушканчик, полевка, песчанка, землеройка, слепушонок и др.), змеи, часто ядовитые (эфа, кобра), ящерицы (варан, круглоголовка, агама, геккон и др.), черепахи.
Совсем иной состав фауны во влажных пойменных (тугайных) зарослях. Там живут камышовый кот, кабан, шакал, заяц, фазан и др. В оазисах множество жаб, ящериц (геккон, гологлаз) и птиц (горлинка, воробей, ласточка, туркестанский скворец, скворец-майна, черный дрозд).
Растительность высоких предгорий и гор носит совершенно иной характер. Богатые травостои предгорий, образованы злаками (пырей, эгилопс, костры, регнерии), разнотравьем (ферулы, зопник, катран и др.) и разреженными зарослями фисташки, миндаля и других кустарников. Под ними формируются темные сероземы. Часть этой высотной зоны распахана под богарное и орошаемое земледелие. Фауна здесь довольно бедна: черепахи, змеи, некоторые птицы (жаворонок, рябка, дрофа).
На высотах 1200—2500 (2800) м расположена зона древесной и кустарниковой растительности. Сухие склоны покрыты арчовыми (можжевеловыми) редколесьями (арча туркестанская, зеравшанская, полушаровидная) с лугово-степным травостоем в нижнем ярусе. На влажных склонах на тех же высотах — заросли деревьев (клен, яблоня, ясень, реже грецкий орех) и кустарников (шиповник, экзохорда, жимолость, боярышник, барбарис), а на открытых местах — высокотравье (прангос, ферула, крестовник, девясил). Вообще же лесов в Узбекистане мало. Лесистость республики примерно 2% (площадь лесного фонда всего 5,2 млн. га.), т. е. по современной классификации республика находится на грани безлесных территорий. Именно поэтому охрана и восстановление лесов приобретают здесь первостепенную важность.
В этой зоне преобладают бурые горно-лесные и коричневые (иногда карбонатные и выщелоченные) почвы, очень плодородные, но смытые или намытые. В связи с этим земледелие здесь возможно лишь «островками», но зато оно неполивное.
Фауна зоны древесной и кустарниковой растительности довольно богата. Здесь обитают косуля, медведь, волк, барсук, сурок, множество птиц (щегол, дрозд, мухоловка, чечевица, арчовый дубонос, арчовая синица и др.), змеи (гюрза). Все млекопитающие, кроме косули, относятся к промысловым животным.
Выше 2500—2800 м располагается не менее пестрая по составу, но уже безлесная зона, в которой в зависимости от степени увлажненности встречаются самые разные типы растительности. Довольно обычны здесь заросли гигантских зонтичных (прангос, ферула). При большем увлажнении эти заросли сменяются горными лугами (сообщества крестовника, дикого льна, пиона, горца, герани). Эта растительность составляет основу богатых летних пастбищ. При перевыпасе, однако, луга сменяются колючетравьями (кузиния, нут и др.). Сухие склоны покрыты горно-степной растительностью (типчак, ковыль, мятлик, разнотравье); на каменистых склонах — разреженные сообщества подушечных (эспарцет, аканто-лимон) и сильно пахнущих (котовник, змееголовник) растении. Наверное, из-за такой пестроты эту зону называют то луговой, то степной, то лугово-степной. Почвы здесь темноцветные горно-луговые или горно-степные.