Климатические условия позволяют развивать в Узбекистане субтропическое земледелие (хлопководство, виноградарство и др.), но исключительно поливное. Богарное (неполивное) земледелие ограничено среднегорьями восточных районов республики.
Территория Узбекистана целиком расположена в бассейне Аральского моря. Общие водные ресурсы — 50—60 куб. км в год. Из них только 12,2 куб. км формируются на территории республики, а остальной объем воды поступает извне — с гор Тянь-Шаня и Памиро-Алая, от тающих летом снегов и ледников. Поэтому максимум расхода воды в реках приходится на самое жаркое время.
Самые крупные реки республики (и всей Средней Азии) — Амударья и Сырдарья. Они, как и их притоки, берут начало вне пределов Узбекистана. Амударья в пределах Узбекистана оказывается средней и нижней частью своего течения. Длина ее (вместе с Пянджем) — 2540км, площадь водосбора в границах СССР — 309 тыс. кв. км. Из притоков Амударьи по территории Узбекистана протекают Сурхандарья, Шерабад, Кашкадарья и Зеравшан (последний не доходит до Амударьи: его воды целиком разбираются на орошение).
Сырдарья — вторая по водоносности река в Средней Азии. На территорию республики приходится ее среднее течение. Длина реки (с Нарыном) — 3019 км, площадь бассейна — 462 тыс. кв. км. Самый крупный приток Сырдарьи в пределах Узбекистана — р. Чирчик.
Реки Узбекистана, кроме Амударьи и Сырдарьи, не очень мутны. Только у Сурхандарьи и Шерабада при выходе с гор воды несут 3 кг взвесей на 1 куб. м. Среднегодовая мутность большинства постоянных водотоков составляет 200— 500 г/м3.
Равнины Узбекистана не участвуют в формировании поверхностного стока, но зато активно его потребляют. Здесь интенсивно разбирается на орошение вода, поступающая с гор. Уже в предгорной части республики часть речных вод отводят каналами на поля. С 1961 г. из-за хозяйственной деятельности приток вод в Аральское море систематически уменьшался, и за это время Арал недополучил 210 куб. км пресных вод. До 20% этих вод пошло на заполнение Сарыкамышской и Арнасайской впадин. Поэтому Узбекистан испытывает недостаток в поливных водах, в связи с чем возрастает интерес к проектам переброски части стока сибирских рек на юг, в Среднюю Азию.
Озера на территории Узбекистана малочисленны, невелики и распространены неравномерно, преимущественно в горах. На равнинах встречаются озера и водохранилища на сбросах ирригационных систем (Судочье, Арнасай, Чардаринское, Чарвакское и др.). По размерам и объему накопленной в них воды водохранилища во много раз превосходят естественные озера. Освоение новых площадей под хлопководство стимулирует расширение сети водохранилищ.
Крупнейшее в Средней Азии озеро — Аральское море (площадь 66 тыс. кв. км) входит в пределы Узбекистана южной своей частью. Уровень моря теперь снизился в связи с широким использованием вод Амударьи и Сырдарьи.
Разработано несколько проектов, связанных с приостановкой неблагоприятной динамики, с дальнейшим хозяйственным использованием Арала и Приаралья, с охраной их природы.
Узбекистан обладает и подземными водными ресурсами (общий расход — 120 куб. м/с). Подземные воды широко применяются в водоснабжении, орошении, обводнении пастбищ. В горах распространены трещинные и трещинно-Карстовые грунтовые воды, на равнинах артезианские бассейны. Богат Узбекистан в целебными минеральными водами.
В республике выявлены сероводородные, йодоносные, радоновые и слабоминерализованные щелочные термальные воды. Сероводородные источники Ферганского и Сурхандарьинского бассейнов по своим качествам не уступают широко известным водам Мацесты.
Флора Узбекистана насчитывает около 3700 видов высших растений. Генетически она связана с флорой Средиземноморья и Юго-Западной Азии. Не менее 20% видов — эндемики, т. е. больше нигде не встречаются: большая часть их произрастает в горах. Во флоре множество дубильных, пищевых, лекарственных, технических и просто декоративных растений, рациональное использование которых приобретает плановый характер.
Почти вся территория республики занята пустынями. По характеру грунтов различают каменистые, песчаные, глинистые, лёссовые и солончаковые пустыни.
В каменистых и глинистых пустынях растут полыни (серозёмная, черная, узко-дольчатая и др.), прутняк, солянки, местами — травы-эфемеры. На засоленных массивах господствуют различные (в том числе и кустарниковые) солянки, би-юргун тургайский, белая полынь и другие солевыносливые растения (галофиты). В пустынях с лёссовыми грунтами преобладают эфемеровые травостои (осока, мятлик, маки, ферула, дорема и др.), выгорающие с началом летней жары. Во всех этих вариантах пустынь доля эфемеров в растительном покрове нарастает к югу, где лучше выражен максимум осадков в холодное время года (средиземноморский режим).
Растительность песчаных пустынь разнообразна. Здесь встречаются деревья, кустарники, полукустарники, геофиты (луковичные и клубневые растения), многолетние и однолетние травы. Разреженный растительный покров песчаных пустынь формируют травы-псаммофиты (т. е. приспособленные к жизни в сыпучих песках). Среди них выделяются злак селин (аристида), кустарниковый жузгун (каллигонум), древесные и кустарниковые саксаулы (белый и черный), полукустарниковые полыни (белая, туранская и др.). Встречаются и незакрепленные пески, лишенные растительности, но их сравнительно немного.
Растения пустынь хорошо приспособлены к длительной засухе, перегреву, подвижным или засоленным и всегда бедным грунтам. Широко распространены такие приспособления, как безлистность, уменьшающая испарение (саксаулы, жузгун и др.), быстрое укоренение, уход в «спячку» во время жары (луковичные и клубневые растения).
В полном соответствии с экологическими особенностями пустынь сформировалась и их фауна. Здесь обитают быстроногие млекопитающие, способные перебегать на большие расстояния в поисках воды и пищи (джейран, сайгак), многочисленные грызуны, довольствующиеся минимумом воды (суслик, тушканчик, полевка, песчанка, землеройка, слепушонок и др.), змеи, часто ядовитые (эфа, кобра), ящерицы (варан, круглоголовка, агама, геккон и др.), черепахи.
Совсем иной состав фауны во влажных пойменных (тугайных) зарослях. Там живут камышовый кот, кабан, шакал, заяц, фазан и др. В оазисах множество жаб, ящериц (геккон, гологлаз) и птиц (горлинка, воробей, ласточка, туркестанский скворец, скворец-майна, черный дрозд).
Растительность высоких предгорий и гор носит совершенно иной характер. Богатые травостои предгорий, образованы злаками (пырей, эгилопс, костры, рег-нерии), разнотравьем (ферулы, зопник, катран и др.) и разреженными зарослями фисташки, миндаля и других кустарников. Под ними формируются темные сероземы. Часть этой высотной зоны распахана под богарное и орошаемое земледелие. Фауна здесь довольно бедна: черепахи, змеи, некоторые птицы (жаворонок, рябка, дрофа).
На высотах 1200—2500 (2800) м расположена зона древесной и кустарниковой растительности. Сухие склоны покрыты арчовыми (можжевеловыми) редколесьями (арча туркестанская, зеравшанская, полушаровидная) с лугово-степным травостоем в нижнем ярусе. На влажных склонах на тех же высотах — заросли деревьев (клен, яблоня, ясень, реже грецкий орех) и кустарников (шиповник, экзохорда, жимолость, боярышник, барбарис), а на открытых местах — высокотравье (прангос, ферула, крестовник, девясил). Вообще же лесов в Узбекистане мало. Лесистость республики примерно 2% (площадь лесного фонда всего 5,2 млн. га.), т. е. по современной классификации республика находится на грани безлесных территорий. Именно поэтому охрана и восстановление лесов приобретают здесь первостепенную важность.
В этой зоне преобладают бурые горно-лесные и коричневые (иногда карбонатные и выщелоченные) почвы, очень плодородные, но смытые или намытые. В связи с этим земледелие здесь возможно лишь «островками», но зато оно неполивное.
Фауна зоны древесной и кустарниковой растительности довольно богата. Здесь обитают косуля, медведь, волк, барсук, сурок, множество птиц (щегол, дрозд, мухоловка, чечевица, арчовый дубонос, арчовая синица и др.), змеи (гюрза). Все млекопитающие, кроме косули, относятся к промысловым животным. )