У. богат различными полезными ископаемыми. С магматическими образованиями Срединного Тянь-Шаня связаны месторождения висмутовых руд (Устарасайское); с сиенит-диоритами — меднопорфировые (Алмалыкское); с карбонатными породами — полиметаллические (Кургашинкан, Учкулачское); с вулканогенными — золоторудные (Гузаксай, Кочбулакское, Каульды). К гранитоидам Южного Тянь-Шаня приурочены Ингичское, Койташское и Учатское месторождения вольфрама. В ферганской впадине, в продуктивных толщах перми, юры, мела, палеогена и неогена разрабатываются залежи нефти (Южный Аламышик, Андижан, Палвакташ и др.), в Ангренской — бурого угля. В докембрийских образованиях Центральных Кызылкумов располагаются месторождения золота (Мурынтау, Кокпатас и др.), в отложениях карбона — мрамора (Аманкутан, Газган). В наложенных прогибах Туранской плиты имеются крупные месторождения каменных и калийных солей (Тюбеганское), каменного угля (Шаргуньское), колчеданно-полиметаллических руд (Хандизинское). Крупные залежи газа сосредоточены в Бухаро-Хивинской депрессии (Газли, Джаркак, Караулбазар-Сарыкташ, Уртабулакидр.) и на плато Устюрт (Шахпахты). В У. имеются также промышленные месторождения нерудного сырья: плавиковый шпат, полевой шпат, графит, озокерит, сера, кварц, известняк, гипс, строительные камни, бентонитовые глины, поделочные и полудрагоценные камни (бирюза, гранат, лиственит, оникс, яшма, родонит и др.). У. располагает многочисленными термальными источниками (Ташкентский, Чартакский и др.), используемыми в бальнеологических целях, и крупными артезианскими бассейнами (ферганский, Каршинский и др.).
Климат . У. характеризуется чертами континентального субтропического климата — продолжительным сухим знойным летом, прохладной влажной осенью и нехолодной малоснежной зимой. Зимний период в равнинных и низких предгорных районах от 1,5—2 мес на крайнем Ю. до 5 мес на крайнем С. (на Устюрте). Средняя температура января около —8 °С (станция Чурук на Устюрте), на крайнем Ю., в Термезе 2,8 °С, в Шерабаде 3,6 °С. Абсолютный минимум температуры —37 °С (станция Чурук). Средняя температура июля в северных районах до 26 °С, на Ю. более 30 °С; на высоте 3000 м около 10 °С, местами превышает 15—16 °С. Абсолютный максимум температуры для равнинных и предгорных районов 42 °С. Летом в дневные часы на поверхности почвы температура доходит до 60 °С, а в песчаной пустыне до 70 °С. Наименьшее количество осадков выпадает в равнинной части — 80—90 мм в год. К В. и Ю. с увеличением высоты количество осадков растет сначала медленно, затем, по мере приближения к горным хребтам, всё быстрее и достигает, а местами превосходит 890—1000 мм в год. Свыше 70% осадков выпадает в зимнее (в виде дождя и снега) и весеннее время. Снежный покров образуется почти ежегодно, но на равнинах и в предгорьях он часто неустойчив, держится всего несколько дней. Мощность его колеблется от нескольких сантиметров на З. (в равнинных и предгорных частях) до 60—80 см на В. (в предгорьях и горах), местами в горных районах превышает 100 см. В зимнее время на равнинах У. преобладают ветры северо-восточный, восточный и юго-восточного направлений. Летом господствуют северо-западный, северный и северо-восточный ветры. В горах возникают горно-долинные и склоновые ветры.
Оледенение. На территории У. небольшие ледники имеются в верховьях Кашкадарьи (Северцова и Батырбай) и в бассейне р. Пскем (47 ледников). Важную роль в питании рек У. играют ледники верховьев Нарына и Карадарьи (составляющих Сырдарью), многочисленные ледники Алайского и Туркестанского хребтов и мощное оледенение Памира.
Внутренние воды. Характерно крайне неравномерное распределение рек по территории У. Особенно бедна ими равнинная часть. Выходя на равнины, реки теряют свои воды на орошение, инфильтрацию, испарение и, постепенно иссякая, часто кончаются слепыми устьями. В горах — разветвленная речная сеть. Энергетические ресурсы составляют 7,1 млн. квт в год с возможной выработкой 107 млрд. квт×ч. Все реки принадлежат бассейнам Амударьи и Сырдарьи . Большинство рек имеет снегово-ледниковое питание с максимальными расходами в июне. С водосбора Амударьи в среднем ежегодно в равнинные пространства стекает 79 км3 воды — всего стока, образующегося в пределах горной области Средней Азии, из них в горной области У. формируется около 6 км3 , или 8% общего стока рек бассейна Амударьи. Важнейшая река У. — Сырдарья. Сток её равен 38 км3 , в том числе около 4 км3 (10%) формируется в пределах У. Большая часть притоков Сырдарьи полностью разбирается для орошения и не доносит своих вод до реки.
Озёра расположены главным образом в долинах и дельтах крупных рек и по периферии орошаемых оазисов. Наиболее крупное озеро — Аральское море . Имеются искусственные озёра-водохранилища: Каттакурганское, Кайраккумское, Чардаринское, Куюмазарское, Касансайское, Тюябугузское («Ташкентское море»), Чарвакское и др.
Почвы. В Кызылкуме преобладают песчаные почвы, на внутренних останцовых массивах и древних конусах выноса — серо-бурые почвы, в понижениях — такыры и такырные почвы. В поясе предгорий и низких гор — серозёмы: светлые (от 250 до 400 м ), типичные (400—700 м ), тёмные (700—1200 м ). В средневысотном поясе (1200—2800 м ) — коричневые и бурые горно-лесные почвы, в высокогорьях (свыше 2800 м ) — светло-бурые лугостепные. Среди перечисленных автоморфных почв на слабо-сточных предгорных равнинах и речных долинах встречаются гидроморфные почвы — солончаки, луговые, лугово-болотные и болотные, а также полугидроморфные (с некоторыми признаками автоморфных и гидроморфных почв) — серозёмно-луговые и пустынно-луговые. В особый тип выделяются орошаемые почвы.
Растительность. Ландшафты пустынной зоны определяют растительные группировки с преобладанием ксерофильных полукустарников (преимущественно полыней и солянок), редкостойные группировки из древовидных маревых (главным образом саксаула), а также некоторые древовидные или кустарниковые псаммофильные бобовые, гречишные и др. Основные растения каменистых, или гипсовых, пустынь — полукустарничек биюргун, полукустарничковые полыни и солянки, кустарниковый саксаул, колючий кустарниковый вьюнок и курчавка. Растительность песчаной пустыни представлена песчаной осочкой, белым саксаулом, различными кустарниками из семейства гречишных, кустарниковыми астрагалами и солянками, песчаным злаком аристида, однолетними солянками и др. Для солончаковых и глинистых пустынь типичны чёрносаксаульники и заросли тамарисков. По долинам рек — тугайная растительность из древесных (тополя, ивы, лох), кустарниковых (гребенщики, дереза, галимодендрон) и травянистых (тростник, эриантус, вейники, верблюжья колючка, солодка, изредка дикий сахарный тростник) формаций. В пределах предгорного пояса различают: предгорную равнину (от 300 до 600 м ), низкие (600—900 м ) и высокие (900—1200 м ) предгорья. Для предгорной равнины характерны злаки мятлик луковичный и осочка пустынная. Много эфемеров из семейств крестоцветных, бобовых, злаков, бурачниковых, сложноцветных, зонтичных, губоцветных и др. На низких предгорьях, кроме того, часто встречаются многолетние длительно вегетирующие грубостебельные травы: колючая кузиния резиноза — каррак (ценный корм на зиму), псоралея (медонос), фломисы, эремурусы, ферула каратавская, катран и др. В высоких предгорьях — сухая разнотравная степь с крупными злаками — пыреем опушенным и ячменём луковичным, а также крупными двудольными — девясилом большим и алтеей голоцветковой. На хрящеватых почвах — кустарники: миндаль колючий, кустарниковая вишня, курчавки. В речных долинах — тополя, ивы. В среднегорном лесо-лугово-степном поясе на высоте 1200—1800 м основная растительность — ксерофильные, а на высоте 1800—2500 м — мезофильные арчовники. Местами небольшие участки яблоневых и ореховых лесов. В нижней части склонов — алыча, в долинах рек — тополя и ивы. В Западном Тянь-Шане — берёза. В высокогорном поясе от 2500 до 2700 м — типчаковые степи, встречается арчовый стланик из арчи туркестанской, выше, до 3000 м, — ляготисовые луга и нагорные ксерофиты (акантолимон, скорзонера, трагаканта). Лесопокрытая площадь составляет 2,7%.
Животный мир. Пустынные равнины характеризуются обилием пресмыкающихся. В песчаных пустынях — гекконы (сцинковый и гребнеполый), песчаная и ушастая круглоголовки, сетчатая ящурка, песчаный удавчик. Кроме песчаной, в глинистой и каменистой пустынях обитают степная агама, варан, черепаха, на Ю. — эфа. Богаты пески млекопитающими, особенно грызунами: мохноногий тушканчик, полуденная и большая песчанки, тонкопалый суслик; из хищников — барханный кот. В пустынях с твёрдыми почвами — краснохвостая песчанка, тушканчики (малый и Северцова), бухарская полёвка, жёлтый суслик. Из птиц для песчаных пустынь наиболее характерны саксаульная сойка, пустынные ворон, сорокопут и каменка, южная бормотушка. В тугаях много птиц: фазаны, цапли-кваквы, чёрные вороны, рыжие славки; из млекопитающих — пластинчатозубая крыса (кроме бассейна Сырдарьи), камышовый кот, шакал, кабан. В оазисах — преимущественно птицы (малая горлица, воробьи, ласточки, чёрный стриж, майна). Из птиц в предгорьях — жаворонки и полевой конёк, в среднегорье — желчная овсянка, полевой жаворонок, в высокогорье — рогатый жаворонок и горный конёк. Из млекопитающих для горных степей и лугов характерны реликтовый суслик и сурки (длиннохвостый и Мензбира). В лиственных горных лесах из птиц — большая горлица, серая неясыть, белокрылый дятел и др., из млекопитающих — барсук, туркестанская крыса, лесная мышь, соня. В арчовых лесах из птиц — арчовый дубонос, розовая и арчовая чечевицы и др., из млекопитающих — заяц-толай и арчовая полёвка. От пустынь до высокогорий встречаются лисица, волк, беркут, филин, щитомордник. В водоёмах водятся сазан, усач, краснопёрка, сом и др.; в горных реках и ручьях — маринка, сомик, осман (в бассейне Чирчика) и форель (в бассейне Сурхандарьи). В Сырдарье и Амударье — 3 эндемичных вида лжелопатоносов.
