乌兰察布市地处内陆，远离海洋，其气候四季分明，冬寒少雪，春燥多风，夏季凉爽，秋凉多霜。由于阴山山脉的阻隔，形成了前后山地区气候差异较大的南北气候分区，就全市而言，属典型的中温带半干旱大陆性季风气候。四季特征冬季寒冷漫长。受干燥寒冷的蒙古冷高压控制，气温很低。年平均气温在0—6℃之间。冬季寒冷漫长，平均气温在-15℃以下，零下20℃以下的严寒日数平均在47—75天；春季干燥多风，大风日数可达60天；夏季短促湿热，降水集中，平均气温在17—22℃之间；秋季降湿剧烈，霜冻较早，南部地区秋霜偏早的机率在20%，北部地区为43%。年降水量在150—450毫米之间，南部多于北部，东部多于西部。年平均太阳总辐射量为5500—6200兆焦/平方米，大于和等于10℃的积温为2228—3033℃，年平均日照时数为2775—3080小时。