Чернушинский округ расположен в умеренном климатическом поясе, в умеренно-континентальном типе климата. Характерной чертой климата округа является его континентальность, что подтверждается значительными суточными и годовыми амплитудами температур.

Для округа характерна продолжительная зима и довольно жаркое лето. Годовая амплитуда температур составляет 50-60 °С. Среднегодовая температура воздуха равна +1,5°. Средняя температура января –15,6°С., средние июльские температуры +18,4°. Годовая сумма осадков около 600 мм. Нормальное атмосферное давление 743 мм. ртутного столба.

На формирование климата округа большое влияние оказывают морские воздушные массы, формирующиеся над умеренными и тропическими широтами Атлантического океана, а также арктические воздушные массы, формирующиеся надо льдами Северного Ледовитого океана и континентальные умеренные воздушные массы, формирующиеся над Восточной Сибирью и пустынями Средней Азии.

Волны холода с Баренцева и Карского морей, проникая на территорию округа, вызывают резкое похолодание, особенно чувствительное поздней осенью и ранним летом, нередко приводящее к заморозкам.

Уральский хребет по линии Чернушка – Каменск-Уральский сильно выровнен и понижен, благодаря чему во время затоков воздуха из Сибири над Чернушинским районом устанавливается ясная морозная погода с повышенным атмосферным давлением и с низкими температурами от –25° до –35° С. Юго-западные, северо-западные и западные ветра с Атлантики приносят ненастную дождливую погоду, зимой метели с оттепелями.

Район довольно близко лежит к засушливому Поволжью и пустыням Средней Азии и в отдельные годы испытывает их сухое дыхание. Распределение осадков во время года неравномерное. На теплый период приходится 60-75%, а на холодный – 25-40% годовой суммы осадков. Максимальное количество осадков обычно приходится на июнь-август, а минимальное – на январь-февраль.

На территории округа зимой лежит мощный снеговой покров, в третьей декаде марта высота снежного покрова может достигать 80 см. образование устойчивого снежного покрова приходится на первую декаду ноября, а начало разрушения – на третью декаду апреля.

Преобладающими ветрами являются юго-западные и западные. С сентября по апрель дуют южные и юго-западные ветры, а с апреля по сентябрь – западные. Скорость ветра колеблется от 3 до 5 м/сек. Наибольшей скорости ветра достигают весной и осенью, летом иногда бывает штиль.

Высокая относительная влажность воздуха 90% наблюдается в декабре-январе, наименьшая 30-40% – в мае-июле. Летом осадки приносят обложные дожди или ливни, часто сопровождаемые грозами. Осенью часты моросящие дожди, зимой – снегопады.

В августе-сентябре бывает до 24 дней с туманами. Грозы бывают чаще летом, их количество доходит до 30. Метели бывают с ноября по март, их число также может достигать 30.

Годовая величина суммарной солнечной радиации составляет около 95 ккал на см. кв.