吴旗县位于中纬度黄河中游黄土丘陵沟壑区，属于中温带半湿润——半干旱区，具有明显的温带大陆性季风气候特征，冬季寒冷干燥，春季干旱多风，夏季旱涝相间，秋季温凉湿润。据金佛坪气象站1957～1983年的资料统计，全年平均气温7.8℃，最冷元月份平均气温-7.8℃，最热七月份平均气温21.6℃，极端最低气温-25.1℃。无霜期146天。年平均降雨量483.4毫米，全县的降水量分布是东南部多而西北部少。灾害频繁，旱、涝、风暴、冻灾时有发生。
依照气候学的划分，全县冬季长达202天，占全年天数的55%，夏季仅有10天，春季升温慢达91天，秋季降温快达62天。
依照气象特征，吴旗四季划分明显。
春季气温回升缓慢，4～5天升温一度，由0℃升至10℃，一般需要50天。日差距较大，一般在5.5～6.7度之间。由于北下、南上空气交替，遇有寒潮侵袭时，气温可降到0℃以下。日变化尤为显著，平均日较差在15℃。当地群众有“早上棉衣棉帽，中午单衣草帽，下午风镜口罩”的说法。
谷雨前后，气温可以升到10℃，但稳定通过10℃要推迟到4月底。这时各种春播作物可相继下种。但由于春季降水量较少，只占年降水量的17.7%左右，而且变化颇大，降水量不足平均值的年份常出现在春季，影响适时播种，使播期推迟，因而作物在初霜期不能成熟，给霜冻危害制造了条件。
夏季气温普遍高，从6月下旬到8月中旬，平均气温在20℃以上，7月底，两候（7月16日～7月25日）平均气温22.1℃，为全年高温期，但无炎热期（>或=25℃），只有短期高温，多出现在六、七、八三个月的14～16时。
降水量高度集中于七、八月间，占全年的53%。多以雷阵雨为主，形成雨热同季，是作物生长的旺盛时期，但时有暴雨、冰雹、大风危害。
秋季是夏季向冬季过渡的时期，气温下降快，月平均气温相差6℃～8℃，9月中旬可降到15℃以下，对秋季作物的灌浆造成不利影响。由于冷空气侵入，并逐渐加强，往往最低气温可达到-15℃——18℃，9月初霜出现，使农作物遇霜害而减产，9月底可见初雪，10月下旬至11月月上旬地面开始冻结。
秋季降水量仅占年降水量的26.4%，秋雨中又以9月份降水量最大，约占秋季降水量的67%，除个别年份外，连阴雨都出现在干旱之后，可缓和干旱危害，对农业生产十分有利。
冬季，气温都低于零度，各月差距不大，一般在1.5℃～3.6℃之间。以旬平均气温-5℃以下为严寒期。吴旗严寒期为12月到2月中旬，历时62天，冬季降水量甚少，只占年降水量的2%。
