Климат Павлодарский области резко континентальный, характеризующийся холодной продолжительной зимой (5,5 месяцев), жарким и коротким летом (3 месяца).
Среднегодовые температуры в пределах области составляют 1-30С, на севере 00С, в средней части 1,80С, а на юге -2,60С. Среднемесячная температура самого теплого месяца - июля колеблется от 190С до 21,30С. Не редкость, когда в летние месяцы жара достигает 400С и выше.
Средняя температура самого холодного месяца-января изменяется на территории области от -170С до -18,10С. Минимальная температура была зарегистрирована в 1907 году (-470С). Число дней с морозами ниже -200С за год 70-80 дней, а ниже -300С до 25-30 дней. В зимний период преобладают ветры западного и юго-западного направлений. Часто отмечаются сильные ветры, со скоростью более 15 м/сек, вызывающие сильные поземки и метели. Для климата области характерен снежный покров в последней декаде октября и в ноябре. Средняя высота снежного покрова 14-15 см, а в маловетреные зимы доходит до 25-30 см. Недостаточный снежный покров и низкие температуры воздуха являются причиной глубокого промерзания почвы до 70-125 см. Таяние снега весной начинается обычно при отрицательных температурах воздуха за счет притока тепла от прямой солнечной радиации. Продолжительность таяния снега 2-3 недели.
Годовая сумма осадков в пределах области составляет 200-300 мм. Наибольшее количество осадков выпадает в Баянаульских горах (более 300 мм), наименьшее - в г. Экибастузе (до 200 мм и меньше). В среднем за год наблюдается 110-130 дней с осадками. Были случаи, когда за 2-3 месяца выпадало всего 5 мм и, наоборот, за одни сутки - 105 мм. Выпадение атмосферных осадков в течение года распределяется неравномерно. Большая их часть (свыше 70%) выпадает в теплый период с апреля по октябрь. Зимой - наименьшее количество осадков, но именно накопленный снег является главным источником формирования поверхностного стока, насыщения влагой почвы и грунта. Среднегодовая относительная влажность воздуха - 69%.