博斯腾湖地处中纬度地区、中国距离海洋最远的省份——新疆，湖滨湿地因受博斯腾湖水域的调节，形成了春季气候多变，夏季干旱炎热，秋季降温迅速，冬季严寒的典型大陆性荒漠气候，也是南北疆气候的过渡带。由于受到阿尔泰山、天山和昆仑山山脉以及帕米尔和青藏高原阻挡，使得海洋气流无法顺利的到达该湖区，因此形成了气温年差较大，蒸发量大，干燥少雨的气候。
历史上，博斯腾湖乃至湖泊全流域主要是古焉耆国的所在地。古焉耆国是丝绸之路中线上的重要中转据点，也是西域传统的五大城邦王国之一。它是一个绿洲农耕文明生活形态的城郭，也是南疆塔里木盆地地区为数不多的发展至今的绿洲城邦之一。古焉耆国在清代以前历史上又称乌耆、乌夷、鸽夷、乌缠、阿耆尼、亿尼、忆尼、乌抵，清代称喀喇沙尔，民国又改为焉耆。博斯腾湖流域由于其地形平坦、汊流较多、水量较丰且集中、流速较平稳，主要河流（开都河）的中下游地区及孔雀河的中上游区域是塔里木盆地开发最早的地区之一，其早在新石器时代（距今7000～2000年）已有人类活动，当时以狩猎、畜牧为主，距今4000至2000年之间居民生活以农业为主，兼营畜牧业，只是对于这一时期缺少相关文字资料的记载，对其历史进程不能有跟进一步的了解。根据史书《隋书·西域传》、《旧唐书·西戎传》、《新唐书·西域传》、《大唐西域记·阿耆尼国》中关于焉耆基本状况的描述可了解到，焉耆在长安以西七千多里，西距龟兹、东距高昌都九百里有余，且都有沙埂相隔；东南距离瓜州二千二百里，南边是尉犁。
