镇原县属北温带大陆性气候。年均气温10.3℃，年均降水量450-580毫米，全年无霜期140-184天，年总日照2249.7－2437.2小时，农作物生长期日照1800－2000小时。干旱少雨是镇原最基本的气候特征，同时还伴有暴雨、冰雹、大风、寒潮、霜冻等多种灾害性天气，它们的主要特征是：
　　⑴干旱：干旱是镇原域内最为主要的自然灾害之一，其持续时间长、影响范围广、造成危害大。从1968年至今，每年至少出现一次干旱现象的有38年，至少出现两次的共19年，一年有三旱的共9年，其频率是春旱为59.3%，初夏旱30%，伏旱为65％，秋旱为44％，冬旱为54.1%。尤其是1993～2002年干旱最为严重，10年共出现春、夏初和伏旱21次。
　　⑵暴雨：镇原暴雨一般出现在4～9月，大部分集中出现在7～8月，从1957～2009年统计资料分析，平均发生时次7月为0.7场，8月为0.4场，日降水极值为106.9mm（1980年7月27日）。平均年暴雨量占年总降水量约22～43％。
　　⑶冰雹：镇原冰雹一般发生在3～10月，主要出现在4～7月，1968～2009年共42年，年平均出现1.17次，月平均时次为：4月0.20次，5月0.30次，6月0.40次，7月0.21次，8月0.1次。
　　⑷大风：镇原大风四季均有发生，其中以春季为最多，4月出现概率最大，其次以次是12月、5月、3月，且以北风或偏北风为主。大风极值为17.3m/s（出现在2006年4月20日）。从资料统计看，近20多年来大风出现的较少。
　　⑸寒潮：镇原寒潮主要发生在1～4月及11～12月，24小时≥10℃强降温主要发生在2～3月，48小时≥12℃强降温主要出现在3～4月及11月。24及48小时降温极值均出现在2006年4月11～12日，降温分别为11.8℃和15.9℃。
　　⑹霜冻：霜冻是影响镇原农业生产的一大气象灾害之一，一般发生在3～5月和9～10月，尤以4月出现的危害最大，若是最低气温降至0℃或更低，将使杏和早期出苗的农作物全部冻坏，造成减产或绝收；镇原最早霜冻出现在1991年9月19日，最晚霜冻出现在1985年5月20日。从历史资料看，晚霜冻概率远远大于早霜冻概率，而且晚霜冻对农作物造成的危害也远远大于早霜冻。