白水县属暖温带大陆性季风气候区，总的气候特点是冬季寒冷漫长，干燥多风；春季升温快，干燥、多冷空气流动；夏季气温高，湿度大，多阵雨性降雨；秋季降温快，阴雨潮湿。
年平均气温11.4℃，一月平均气温-2.8℃，七月平均气温24.4℃，极端最低气温-16.7℃，极端最高气温39.4℃；年平均太阳辐射总量128.18千卡/cm2;年平均降水量596-625mm，降雨量少，且时空分布不均，多集中分布在7、8、9三个月，占全年总降水量的50%以上，东南部温暖干旱，中部温和轻旱，西北温和半湿润；≥10℃的活动积温3335-3485℃，无霜期207天。暴雨、干旱、冰雹、连阴雨、大风、霜冻为主要灾害性天气，较容易出现一年数灾并出现象。