遼源市屬半濕潤溫帶大陸性季風氣候，一年四季分明，雨熱同季。3～5月為春季，寒暖交替，天氣變化較大，升溫迅速、干燥，多西南大風；6～8月為夏季，濕熱多雨，盛行東南風；9～10月為秋季，溫涼短暫，多晴好天氣，盛行偏東風，始降霜雪；12月至翌年2月為冬季，嚴寒干燥而漫長，盛行東南風。常年平均氣溫為6.1℃，全市最冷月為1月，最熱月為7月。常年極端最低氣溫-41.0℃，極端最高氣溫38.9℃。年平均降水量642.2毫米，其中5-9月降水量522.6毫米，占全年降水量的81.4%，對作物生長十分有利。年平均相對濕度68%。年平均風速2.2米/秒，最多風向為ESE風。年平均蒸發量1339.8毫米。平均無霜期為221天。全年日照時數為2396.6小時。主要氣象災害有高溫、干旱、低溫冷害、冰雹、大風、寒潮、雷暴、暴雨、暴雪和霜凍等。