呼图壁县位于欧亚大陆中心带，处于中纬度西风带控制之下，属中温带大陆性气候。县境内海拔高度相差较大，南北地区的气候有明显差异。县境内的低山、平原和沙漠地区属中温带，南部中山和高山地区属寒温带。中温带即海拔1 500米以下的低山、平原和沙漠地区。中温带有明显的四季之分。由于南北高差和下垫面的不同，气象要素有明显的差异。温度由北向南逐渐降低，年均气温为2.9℃～7．1℃，年温度为36．0℃～43．l℃，无霜期129～176天，日照时数2 900小时,生理辐射59千卡/平方厘米，年降水量110～400毫米，蒸发量2 300毫米，年均风速3.1米/秒，有干旱、干热风、冻害、霜冻、大风和冰雹等灾害。寒温带即海拔大于1 500米的中、高山地区。寒温带四季不明显，几乎无夏季。年均气温2.9℃～5．2℃，年气温为17．7℃～36℃，无霜期少于120天，降水量500毫米左右。海拔1 500米左右的地区可种植春麦、马铃薯（土豆）、大豆、燕麦等。海拔1 700~3 900米地带只能发展林、牧业。3 900米以上地区，终年积雪，气候寒冷。 2005年，平均气温7.4℃，温度40℃，温度-33.8℃，年降水量182.9毫米，年总蒸发量1 926.7毫米，年总日照时数2 783.8小时，年蒸发量1 926.7毫米。