位于新疆吐鲁番盆地中部的火焰山早已名扬天下，这要归功于吴承恩所著的中国古典小说《西游记》中的一段故事。
故事中说到神通广大的孙悟空在500年前大闹天宫时，不幸被众仙所擒，又被太上老君关进了炼丹的八卦炉中，整整煅烧了七七四十九天。太上老君算算火候，就打开炉门，来取金丹。谁知孙悟空一点儿也没被烧伤，只是被八卦炉里的烟火熏得流下了眼泪。太上老君一打开炉门，孙悟空就蹬倒了丹炉，丹炉从天空掉下来，里面还燃烧着熊熊烈火，便化成了火焰山。
后来，孙悟空拜唐僧为师，和猪八戒、沙和尚一起保护唐僧去西天取经。他们历尽千辛万苦来到新疆，却被火焰山挡住了去路。放眼望去，只见这八百里火焰山烈火熊熊燃烧，周围寸草不生。师徒四人被拦住了去路。
惊叹之余，孙悟空腾云驾雾直奔芭蕉洞，智斗铁扇公主罗刹女，借来了一件宝物——芭蕉扇。他赶紧带着芭蕉扇返回火焰山，奋力一扇，只见火光熊熊，一点儿也没有减弱；孙悟空又挥起扇子一扇，这次火焰腾空而起，烧掉了孙悟空的两根毫毛。孙悟空这才知道自己上当受骗了，借来的不过是一把假扇。
一气之下，孙悟空从罗刹女的丈夫牛魔王那里偷来了金睛兽，摇身一变，成了牛魔王的样子。他再次来到芭蕉洞，顺利哄骗罗刹女，拿到了真的芭蕉扇。可是正当他得意地返回时，却被追赶而来化身为“猪八戒”的牛魔王反骗了芭蕉扇。
无奈，孙悟空只得三借芭蕉扇。这一次，他勇敢地挑战牛魔王夫妇，幸好有猪八戒助战，还有众多神仙相助，他终于拿到了芭蕉扇。
孙悟空带着真芭蕉扇行近山边，用尽气力扇了一扇，只见那熊熊燃烧的火焰顿时熄灭了，又扇了一扇，便从遥远的地方扇来一阵凉风，吹在身上，清爽异常。孙悟空再扇第三扇，天上就布满了阴云，还下起了细雨，师徒四人好不高兴，继续踏上了西行的道路。
孙悟空过火焰山的故事只是吴承恩的艺术构想。不过，现实中的火焰山也是一个极其酷热的地方。远看火焰山，就会觉得那是一团巨大的火焰正在燃烧。这是因为火焰山主要由赤红色砂、砾岩和泥岩组成，再加上山上寸草不生，盛夏在灼热的阳光照射下，只见红色砂岩熠熠发光，“火焰山”这个名字也是由此而来。
至于火焰山的酷热，与太上老君的八卦炉毫无关系，而是由火焰山所处地区的气候特点造成的。火焰山深居内陆，湿润气流难以进入，云雨稀少，十分干燥，太阳辐射到地面的热量也不容易散失，地温升得很高，滚烫的大地几乎可以直接烤熟鸡蛋；而大地又把能量源源不断地传给大气，加剧了温度的上升，使这里成了我国最炎热的区域，夏季气温高达47℃，据说山顶气温可达80℃。