温泉县地处欧亚大陆腹地,中纬度地区,其气候既受温带天气系统的影响,又受北冰洋冷空气团的影响,而且还受南亚副热带气流的影响,属于大陆性中温带半干旱气候,再加上地形、地势的原因,造成了县境内气候不一的现象。气温东高西低,降雨量、日照均西多东少,30年平均日照时数2690.3小时,全年盛行西风。山地冬暖夏凉,气候特点是四季不分明,平原气候特点是夏热、冬冷、春暖、秋凉,30年平均气温4.4℃,最高气温36.1℃,最低气温-32.4℃。全县30年平均无霜期161天之间。由于地理条件的差异,降水则呈现出西、北多,东、南少,山地多、平原少的特点,各区域降水量分布不均匀,且差异性悬殊较大,全县30年均降水量270.8毫米。