巴彦淖尔属中温带大陆性季风气候，光照充足，热量丰富：降水量少，蒸发量大，风大沙多，无霜期短；温差大，四季分明。年平均气温3.7-7.6℃，一年之中，1月温度最低，平均为零下11-零下15℃，7月气温最高，平均在20-24℃。气温年较差是33.4-37.3℃，气温日较差平均为13-14℃。平均气温西部高于东部，南部高于北部；山北地区为3.9-4.5℃，河套地区为6.1-7.6℃。年极端最高气温38.2℃；极端最低气温零下41℃。年平均日照时数为3110-3300小时之间，是中国光能资源最丰富的地区之一。无霜期短，平均无霜期为126天。降水量稀少，年平均降水量188毫米，山北地区为100-200毫米，河套地区为150-200毫米，东部山区250毫米。雨量多集中于夏季的7、8月份，约占全年降水量的60%左右。极端降水量为432.6毫米。冬春两季雨雪稀少，只占全年降水量的10%左右。与降水量相比，年平均蒸发量却高达2032毫米至3179毫米，普遍大于降水量的10到30倍。地处西风带，风速较大，风期较长，是冬春季节的主要气候特征之一，年平均风速2.5-3.4米/秒，年最大风速18-40米/秒。