额济纳旗属内陆干燥气候。具有干旱少雨，蒸发量大，日照充足，温差较大，风沙多等气候特点。年均气温8.3℃，1月平均气温-11.6℃，极端低温-36.4℃，7月平均气温26.6℃，极端高温42.5℃，年日均气温8.6℃。无霜期天数最短179天，最长227天。

额济纳旗日均气温0℃以上持续时期为3月中旬~10月下旬。年均降水量37毫米，年极端最大降水量103.0毫米，最小降水量7.0毫米。

额济纳旗年均蒸发量3841.51毫米，湿润度0.01毫米。常见天气现象多风。春、冬季各月发生较多，尤以春季为甚。年均≥8级以上大风日数44天。大风常伴随沙尘暴，年均沙尘暴次数14次。