柳林县属暖温带大陆性季风气候区。受季风及地形等的影响，夏季短促，冬季温长。春季多风干旱；夏季炎热多雨；秋季降温快多霜冻；冬季寒冷干燥降水少。平均日照时间2449.5小时，年平均气温10.5℃，最冷日（一月份）平均气温为－5.7℃，极端最低温度－17℃，最热月（七月份）平均气温为24.4℃，极端最高温度36.8℃；平均降水量为472.3毫米，历年降水量最大值632毫米，历年降水量最小值为37.44毫米；无霜期平均为199天，无霜期最长年份227天（出现在1975年），最短平均为171天，出现在1976年。　［12］　

由于受地形的影响，三川河地区全年风向频率最大的主导风向为东北东风，其次为西南西风。黄河沿岸地区又以北风为主导风。全境风向变化带有明显的季节性，春季多东风，夏季多南风，秋季多西风，冬季多北风。