火焰山之所以那么高，是因为它地处欧亚大陆腹心，深居内陆，远离海洋，周围为大面积的干旱区，夹处在东天山博格达山脉与库鲁克塔格山脉之间，形成著名的吐鲁番——哈密陷落盆地。又因气候极度干旱，流水搬运物质的能力极弱，加上地形复杂，日照产生的热量聚集，很难向外散发。再加上极低的海拔，海拔越低则气温越高 。
火焰山气温高主要是由于地质构造和地下燃烧导致的。火焰山位于地壳断裂带上，地壳断裂使得地下岩浆和热气体上升到地表，形成了火山口。火山口中的燃烧物质不断燃烧，释放出大量的热能，导致周围气温升高。
此外，火焰山地下存在着丰富的煤炭资源，煤炭在地下长期燃烧，也会产生高温。因此，火焰山的气温异常高。
