Бассейн р. Кальмиус по своему географическому положению относится к Центральной степи. Климат континентален, формируется под воздействием климатообразующих факторов: солнечной радиации, циркуляции атмосферы и подстилающей поверхности. Воздушные массы, которые поступают из Азиатского материка и Нижневолжских степей, обусловливают низкие температуры зимой с холодными, а осенью и летом – сухими горячими ветрами. Среднегодовая температура составляет +7,8 0С. Средняя температура наиболее теплого месяца (июля) +22 0С, наиболее холодного (января) - 6,30С. Абсолютный максимум температур в июле +38 0С, а абсолютный минимум в январе - 36 0С. Холодный период года связан с началом проникновения арктического воздуха, что обусловливает резкие и значительные похолодания. Характерной чертой зимы являются частые, иногда интенсивные, оттепели, гололед и пурги. Теплый период начинается с ослабления северо-восточных и восточных влияний. Весной они обусловливают возвращение холодов, в результате чего наблюдаются резкие похолодания и заморозки. Летом преобладает антициклонная погода с большим количеством ясных и солнечных дней, что способствует последующей трансформации и прогреванию воздуха, а затем возникновению суховеев и пылевых бурь. В летний период активизируется грозовая деятельность, выпадают обильные ливневые осадки, которые носят кратковременный характер. По многолетним данным летние процессы продолжаются к середине августа, а затем начинает усиливаться проникновение холодного арктического воздуха. Донецкий кряж и Приазовская возвышенность влияют на климатические условия бассейна р. Кальмиус. С повышением высоты местности снижается температура воздуха, увеличивается повторяемость каплевидных осадков, туманов, растет скорость ветра.

Распределение осадков неравномерно. Они уменьшаются с севера на юг (Донецк – 522 мм, Мариуполь – 457 мм) с увеличением на Донецком кряже и Приазовской возвышенности.

Осадки, которые выпадают в теплый период года, нередко разделяются длительными периодами без дождей. Наблюдается 5 – 6 таких периодов, длительностью 10 дней и более. В холодный период года осадки, которые выпадают в твердом виде, образуют снежный покров, что зависит от погодных условий каждый год и поэтому может намного отличаться от средних многолетних данных. Средняя длительность периода со стойким снежным покровом составляет (кроме прибрежных районов) 47 – 63 дня, но и его отсутствие в области достаточно часто. Длительность снеготаяния зависит как от погодных условий, так и от толщины и плотности снежной сени. В среднем снеготаяние продолжается 10 – 20 дней, в отдельные годы сокращается до 11 – 8 дней.