吐鲁番地区生活着维吾尔族、汉族、回族、哈萨克族、蒙古族、锡伯族、俄罗斯族、满族、乌孜别克族、塔吉克族、布依族、侗族、傈僳族、高山族、纳西族、藏族、苗族、彝族、壮族、朝鲜族、瑶族、白族、土家族、东乡族、土族、羌族、裕固族等27个民族。

根据2013年统计显示，目前全地区总人口64.3万人，少数民族50.1万人，占总人口比重78.0%，维吾尔族人口46.1万人，占比71.7%；汉族人口14.15万人，占比22.0%；回族人口3.8万人，占比6.0%。

吐鲁番地区自古以来，不仅是一个多民族地区，也是一个多宗教地区。历史上在这里流行的宗教有萨满教、祆教、佛教、道教、摩尼教、景教、伊斯兰教、基督教等。其中萨满教、祆教、摩尼教、景教等已经消失，而佛教、道教、伊斯兰教，基督教一直流传至今。

吐鲁番是伊斯兰教传入较早，影响较为深远的地区之一。目前，伊斯兰教是吐鲁番地区最大的宗教，为维吾尔、回、哈萨克等7个民族所信仰，人口总数467040人，约占地区总人口的74.98%。吐鲁番地区有伊斯兰教宗教活动场所957座，其中，主麻以上清真寺349座，回族清真寺55座，基督教活动堂点19处，宗教教职人士1159人。

吐鲁番地区历来十分重视对爱国宗教人士的培训工作，坚持地区集中培训，县、乡、村定期学习培训和根据形势任务进行特殊培训三个层次的培训格局，结合地区实际将自治区4年一轮爱国宗教人士培训改为2年一轮，认真组织开展宗教人士培训，截至目前，已完成13期培训班，培训人数910人次。