「這裡有座火焰山，無春無秋，四季皆熱，那火焰山有八百裡火焰，四周寸草不生。若過得山，就是銅腦袋、鐵身軀，也要化成汁哩！」這是《西深記》中關於火焰山的描寫，實際雖無此誇張，但情況基本相符。
火焰山，當地人將其稱為「土孜塔格」，「土孜塔格」是「紅山」的意思。火焰山位於我國吐魯番盆地中部，呈東西走向，東起善善縣蘭幹流沙河，西至吐魯番桃兒溝，是一條蜿蜒起伏的紅色山峰。這是一座年輕的褶皺低山，東西長約一百千米，南北寬7千米~10千米，平均高度為500米。火焰山的最高峰位於勝金口附近，海拔約八百五十一米，主要由赤紅色砂、礫巖和泥巖組成。山體雄渾曲折，由於古代水流的衝刷，山坡上布滿道道溝渠。由於土壤的組成成分不適宜植物生長，山上寸草不生，而且常常被風化沙層覆蓋。夏天，灼熱的陽光下，紅色的砂巖上有絳紅色煙雲蒸騰繚繞，熱氣不斷上升，紅色砂巖似團團烈焰在燃燒，熠熠發光，火焰山由此而得名。
火焰山很早就名揚天下，這要歸功於吳承恩所著的中國古典小說《西遊記》。正是《西遊記》為火焰山披上了一層神秘的面紗，使它成了一座奇山。
《西遊記》中第59回寫的是「唐三藏路阻火焰山，孫行者三調芭蕉扇」的故事。在小說中，火焰山的來歷是孫悟空大鬧天宮時，蹬倒了太上老君的煉丹八卦爐，有餘火落到地上，因而化生出此山。現在柏克裡克千佛洞前的「吐魯番絲路藝術館」為吸引遊客，修建了一些建築，再現了《西遊記》中的有關故事情節。唐僧取經的群塑形象生動，表情逼真，來此觀瞻照相的中外遊人接連不斷，這裡已經成為了火焰山最受歡迎的旅遊景點之一。
關於此山的形成還有另一個生動的傳說：遠古時，天山有一條惡龍，吃了很多童男童女。有一位青年，叫哈拉和卓，決心降伏惡龍。他手執寶劍，與惡龍激戰了整整三天三夜，終於把惡龍腰斬，並把它斬成10截。惡龍終於死掉了，惡龍的身體變成了一座紅山，被斬開處就是山中的峽谷。其實，火焰山形成於大約五千萬年前的喜馬拉雅造山運動時期，由於地殼橫向發生褶皺運動，因而形成了一系列的背斜構造。經歷了漫長的地質歲月，跨越了株羅紀、白亞紀等幾個地質年代，最終形成了今天這樣的地貌。
火焰山是我國最炎熱的地區之一，夏季平均氣溫高達47℃，地表溫度可達70℃！據說，山頂氣溫有時可以達到80℃。每當盛夏，紅日當頭，地氣蒸騰，焰雲繚繞，褐紅色的山體形如飛騰的火龍，十分壯觀。
火焰山有幾處著名的景點。栓馬樁和踏腳石，這兩處都在吐魯番市勝金鄉西南10千米處。據說，當年唐僧去西天取經，路過此處，曾把白龍馬拴在石柱上，拴馬樁由此而得名。在拴馬樁不遠處，有一巨石，相傳是唐僧上馬時用的踏腳石。
由於火焰山方圓幾十千米內都寸草不生，所以顯得非常荒涼，但是由於地殼運動斷裂與河水切割，山腹中卻留下了許多溝谷，那一條條穿過山體的溝谷與荒山秀嶺的火焰山形成了極為強烈的對比。溝底大多清泉淙淙、綠樹成蔭，形成了一條條狹長的綠洲。其中最著名的河谷就是遐邇聞名的葡萄溝，此外還有木頭溝、勝金口溝、蘇巴什溝、連木沁溝等河谷，但遠不及葡萄溝的富饒和美麗。
葡萄溝是火焰山西側的一個著名峽谷。那裡懸崖聳嶼，崖壁陡峭，猶如巨大屏障立於火焰山之中。峽谷兩邊綠樹蔥鬱、層蠻疊翠，且樹木排列得錯落有致。溝內，塗深溪流曲折環繞，溪水也尤為清澈、純淨。
由於山地裸露，地面沒有植被，戈壁沙漠面積大，日照時間長，白天增溫迅速，盆地過低，熱空氣不易散失，當地形成了北緯42°線以上世界唯一的「熱火爐」。因此火焰山地區的房屋，大半是半地窖式的，一半埋在地下。散熱快的土坯一直是當地主要的建築材料。
火焰山的奇特景致，是世界上獨一無二的，這裡燃燒的高山和甜美的瓜果，一直吸引著中外遊人。