巴州属典型大陆性气候,四季分明,昼夜温差大,春季升温快而不稳,秋季短暂而降温迅速,多晴少雨,光照充足,空气干燥,风沙较多。其中,南5县(市)即库尔勒、尉犁、轮台、且末和若羌属塔里木盆地东部暖温带干旱区,该区的农业气候优势是光热充足,热量资源比较丰富,冬夏和昼夜温差大,空气干燥,非常适宜棉花、香梨、杏、红枣、蔬菜等作物的生长;北4县即焉耆、和静、和硕、博湖属焉耆盆地中温带区,该区域日照充足,气候温和,非常适宜小麦、玉米、甜菜、工业番茄、色素辣椒、打瓜、酒花、孜然、葡萄等作物的生长。
巴州独特的农业气候资源孕育出许多独具特色的农产品。驰名中外的新疆特色名牌产品“库尔勒香梨”的主要产地就在巴州的库尔勒市。巴州还是中国优质棉花重要产区之一。工业用番茄红色素含量高,品质优良,是国内重要的蕃茄酱生产基地。
巴州境内有塔里木河、开都河、孔雀河、迪那河、车尔臣河、米兰河等主要河流,具有发展现代农业的良好前景。
2023年实现农林牧渔业总产值472.5亿元。