In Uzbekistan il clima è continentale arido nelle vaste steppe pianeggianti centro-occidentali, mentre rimane continentale ma diventa moderatamente piovoso (e nevoso in inverno) nelle zone collinari e montuose orientali.
L'inverno è freddo, soprattutto al nord: la temperatura media di gennaio è intorno a -5 gradi delle zone più settentrionali (Lago d'Aral e parte settentrionale del deserto Kzyl Kum), mentre è leggermente al di sopra dello zero nelle località centrali dell'antica via della seta (Tashkent, Samarcanda, Bukhara), e arriva fino a 5 gradi sopra zero all'estremo sud (v. Termez). L'estate è molto calda: la media di luglio va dai 26/27 gradi del nord ai 30 °C dell'estremo sud. In montagna naturalmente la temperatura diminuisce con la quota. L'Uzbekistan è esposto alle masse d'aria gelida dalla Siberia, soprattutto nella parte nord-occidentale, ma anche al centro-sud, dove si alternano con masse d'aria più miti. Gli scontri di diverse masse d'aria possono causare forti venti, ad esempio il vento caldo che soffia dal sud-ovest, che può portare tempeste di polvere.
Le precipitazioni sono a livello desertico e semi-desertico nella parte occidentale, e a livello leggermente superiore, steppico o semi-arido, in quella centro-orientale. In montagna il livello delle precipitazioni aumenta, soprattutto nei versanti più esposti. L'estate è ovunque la stagione più secca e soleggiata.
Nella capitale Tashkent, situata nell'est del Paese, a 400 metri di quota, la temperatura media passa da 2,5 °C a gennaio a 27,5 °C a luglio. Dalle montagne a sud può provenire tutto l'anno un vento secco tipo föhn, in grado di innalzare la temperatura di parecchi gradi. Negli ultimi decenni la temperatura invernale è aumentata di 4/5 gradi, quella estiva di un paio di gradi, come è accaduto in molti Paesi dell'ex Unione Sovietica. Durante l'inverno comunque sono abbastanza frequenti le nevicate e le ondate di gelo, anche se meno intense che nel passato (nel gennaio 1969 la temperatura raggiunse i -29 gradi, mentre nel gennaio 2008 si sono toccati i -18 °C).
In primavera, da marzo all'inizio di maggio, gli scontri di masse d'aria rendono frequenti i venti, le piogge e gli sbalzi di temperatura.
L'estate da giugno ad agosto è soleggiata e caldissima, con massime normalmente intorno ai 35/36 gradi a luglio e agosto, ma con punte di caldo sopra i 40 °C.
Ecco le temperature medie di Tashkent.
Temperature medie - Tashkent

Tashkent	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Tashkent	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	-2	0	5	10	14	18	20	18	13	8	4	0
Max (°C)	7	9	15	22	28	33	36	35	29	22	15	9

Le precipitazioni, intorno ai 415 millimetri l'anno, si verificano in gran parte da novembre ad aprile, mentre in estate non piove quasi mai. Ecco le precipitazioni medie.
Precipitazioni medie - Tashkent

Tashkent	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic	Anno
Tashkent	G	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D	A
Prec. (mm)	50	50	80	60	30	12	4	3	3	25	45	55	417
Giorni	8	8	9	8	5	3	1	0	0	3	6	8	59

A Tashkent, e in genere in Uzbekistan, il sole brilla regolarmente in estate, mentre in inverno non si vede molto spesso, anche se qualche giornata soleggiata si può sempre verificare.
Soleggiamento - Tashkent

Tashkent	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Tashkent	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Sole (ore)	4	4	5	7	10	12	12	12	10	7	5	3

Nella parte più orientale del Paese, a Fergana, situata a 600 metri di quota nella valle omonima, chiusa tra le montagne dell'est, il clima è simile, anche se è un po' più freddo.
Temperature medie - Fergana

Fergana	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Fergana	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	-3	-1	5	10	15	18	20	19	14	8	3	-1
Max (°C)	5	8	15	22	28	33	35	34	29	21	13	6

A Fergana le piogge sono più scarse che nella capitale: appena 170 millimetri l'anno. Ecco le precipitazioni medie.
Precipitazioni medie - Fergana

Fergana	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic	Anno
Fergana	G	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D	A
Prec. (mm)	20	15	25	20	20	10	5	3	2	12	20	20	167
Giorni	4	4	5	5	5	3	2	1	1	3	4	4	41

Anche Samarqand (Samarcanda), l'antica città e crocevia di culture sulla Via della Seta, a 700 metri di quota, ha un clima simile a quello di Tashkent, appena meno caldo in estate vista la quota più elevata. Le precipitazioni annue, intorno ai 355 millimetri, sono di poco inferiori a quelle della capitale, e hanno un andamento simile, con un massimo tra inverno e primavera, e praticamente nulle in estate.
Temperature medie - Samarcanda

Samarcanda	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Samarcanda	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	-2	0	4	9	14	17	19	17	13	7	3	0
Max (°C)	7	9	14	21	26	32	34	33	28	22	15	9

Bukhara si trova praticamente in pianura, nella zona sud-occidentale desertica, e infatti riceve appena 150 millimetri di pioggia all'anno. La temperatura non è molto diversa da quella delle città già menzionate, ma è un po' più calda in estate: la media di gennaio è di 3,5 °C, quella di luglio di 29 °C, con massime normalmente sui 38 gradi. Nonostante le scarse precipitazioni, in inverno è possibile che si verifichi qualche leggera nevicata.
Temperature medie - Bukhara

Bukhara	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Bukhara	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	-1	-1	4	10	15	19	20	17	11	6	3	0
Max (°C)	8	10	17	25	31	37	38	37	31	24	16	19

Nell'estremo sud, a Termez la temperatura media è più elevata: si passa dai 5 gradi di gennaio ai 30,5 °C di luglio. In un anno cadono appena 150 millimetri di pioggia; anche se la media è abbastanza mite, in inverno è possibile che nevichi e anche qui si possono verificare forti gelate. L'estate è caldissima, e nei momenti peggiori si possono superare i 45 gradi.
Temperature medie - Termez

Termez	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Termez	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	0	2	6	12	16	20	21	19	14	9	5	1
Max (°C)	10	13	19	27	33	38	40	38	32	26	19	12

La parte centro-occidentale del Paese è occupata dal vasto deserto Kzyl Kum (o Kizilkum), dove la temperatura può scendere a -30 gradi in inverno e sfiorare i 50 °C in estate, mentre nell'estremo ovest si trova l'altopiano di Ustyurt, un'altra zona desertica (che a dispetto del nome ha un'altitudine media intorno ai 200 metri). Il fiume principale, l'Amu Darya, scorre verso ovest e va ad alimentare il Lago d'Aral, che nel corso dei decenni si è parzialmente prosciugato a causa dello sfruttamento per l'agricoltura, e oggi il fiume si apre in un grande delta che in parte si perde nel deserto, mentre nel sud-ovest da un ramo del fiume è nato un lago più piccolo, il Sarygamysh.
Nella zona del Lago d'Aral, situata nel nord del Paese, l'inverno è ormai gelido, tanto che la temperatura rimane sotto lo zero anche di giorno per intere settimane. L'estate è un po' più breve ed ha temperature medie un po' più basse, intorno ai 34/35 °C di massima, anche se le punte di caldo superano i 40 gradi. Ecco le temperature medie di Chimbay (o Chimboy).
Temperature medie - Chimbay

Chimbay	Gen	Feb	Mar	Apr	Mag	Giu	Lug	Ago	Set	Ott	Nov	Dic
Chimbay	J	F	M	A	M	G	L	A	S	O	N	D
Min (°C)	-8	-7	-1	7	14	18	20	18	11	4	-2	-6
Max (°C)	0	4	11	22	28	34	35	34	27	19	10	2

La parte orientale dell'Uzbekistan ospita alcune catene montuose, come il sistema Pamir-Alaj, dove si trova il monte più alto del Paese, il Khazret Sultan, alto 4.643 metri. Più a nord, nella Regione di Tashkent, c'è un'altra zona montuosa (il Tien Shan occidentale), che ospita l'Ugam-Chatkal National Park, dove l'ambiente è variegato, con laghi, boschi e canyon.


I periodi migliori per visitare l'Uzbekistan sono le stagioni intermedie, per evitare gli estremi climatici a cui è sottoposto il Paese. In particolare si possono scegliere aprile e ottobre nella gran parte del Paese (Tashkent, Samarcanda, valle di Fergana), e i periodi da metà aprile a metà maggio e da metà settembre a metà ottobre nel nord-ovest (lago d'Aral).


In inverno: vestiti molto caldi, piumino, cappello caldo, sciarpa, guanti; qualche capo più leggero per le giornate miti al centro-sud (Tashkent, Fergana, Samarqand, Bukhara, Termez).
In estate: vestiti leggerissimi, coprenti e in tessuto naturale (cotone o lino), cappello per il sole, turbante da deserto; una felpa per la sera, soprattutto al nord e nelle città collinari (Tashkent, Samarqand, Fergana). Per la montagna, a quote intermedie, vestiti leggeri per il giorno, cappello per il sole, felpa e giacca leggera per la sera, scarpe da trekking; sopra i 3.000 metri, maglione e giacca calda per la sera; sopra i 4.000 metri, piumino, berretto di lana, guanti, sciarpa.
Per le donne è meglio evitare calzoncini e minigonne.