乌兰浩特市属中温带亚干旱气候区。四季分明,冬季漫长寒冷,春季干旱多风,夏季温热短促,降水集中,雨热同期,秋季降温快,多干旱。无霜期较短,日照充足,积温有效性高,降水量偏少,蒸发量大。
年平均气温5.6℃,历年极端最高气温40.3℃,极端最低气温-34.0℃。年平均降水量433.4毫米,主要集中在6~8月,占年降水量75%,最大日降水量120.8毫米,全年平均无霜期125~201天。平均日照时数2662.7小时。年平均风速2.7米秒,最多风向为西风,风向频率23%。平均大风日数22.3天。年雷暴日数27.2天。历年最大冻土深度245厘米。主要气象灾害有干旱、冰雹、霜冻、洪涝、沙尘暴、寒潮等,其中干旱是影响农牧业最主要的气象灾害。