Климат Карагандинской области отличается резкой континентальностью: лето — жаркое и сухое, зима — малоснежная, суровая, с ветрами и буранами. Он включает в себя черты климата пустынь северного типа, протянувшихся по территории Евразии от низовьев реки Волги до хребтов Восточного Китая. В конце марта — начале апреля быстро наступает весна, и степь оживает. Весеннее солнце в короткий срок сгоняет снеговой покров, и земля покрывается зеленым ковром трав, украшенным яркими цветами. Весна длится один-два месяца. Весной и летом выпадает наибольшая часть годового количества атмосферных осадков. На смену весне приходит жаркое лето, длящееся четыре-пять месяцев. В летние знойные дни температура воздуха поднимается в северной части территории до 37°, в южной — до 40°. Палящие лучи солнца в это время года накаляют почву, иссушают воздух, выжигают растительность, и степь на большей части площади принимает однообразный серокоричневый ввд. Несмотря на то, что в летний период времени выпадает сравнительно значительное количество атмосферных осадков, влага быстро испаряется и влажность воздуха сильно понижается. В это время, особенно в южной части области, небо заволакивается дымкой, состоящей из мелких частиц пыли. В южных, наиболее пустынных районах, в горячем воздухе летом нередко наблюдаются явления миража.
В сентябре месяце учащаются дожди и наступают первые заморозки. Осенью некоторые травы снова начинают зеленеть, однако осень не приносит того обилия красок, которыми богаты лесная и лесостепная полосы Советского Союза. Осень короткая — в октябре уже выпадает первый снег, а в конце ноября — начале декабря устанавливается продолжительная (до пяти месяцев) морозная зима. Морозы в южных районах достигают 40°, а на севере и северо-востоке до — 45—48°. Частые сильные вьюги и снежные бураны, длящиеся иногда до десяти и более дней, усугубляют суровость зимы. Снеговой покров бывает незначительным. Его наибольшая высота в северных районах области достигает 30 см, а на юге — 12 см, но на большей части территории — около 20 см. Склоны гор и возвышенности зимой бывают обнажены, так как снег сдувается сильными ветрами в межсопочные понижения. Незначительный снежный покров, с одной стороны, облегчает домашним животным использование подножного корма, а, с другой стороны, при особо суровых зимах, неблагоприятно отражается на посевах озимых культур их вымерзанию. Среднегодовые температуры воздуха на большей части территории северных и северо-восточных районов области не достигают + 2°, в то время как на юге они превышают +5 и +6°. Наибольшие средние температуры воздуха самого жаркого месяца — июля — наблюдаются также на юге и в юго-западной части области, где достигают + 24 и + 25Д °, в то время как на севере и северо-востоке они не превышают + 18,5 и +20°. Самый холодный месяц — январь — на юге и юго-западе имеет в среднем —13,9 и —15,6°, на севере и северо-востоке —14,6 и —17,0°. Отмечается резкая амплитуда колебания температур воздуха на территории области как в течение дня и ночи (до 25—30°), так и в течение года (более 90°).
Среднее годовое количество осадков колеблется от 100 до 300 мм. Осадки убывают по мере движения с севера на юг. Отмечаются значительные колебания в выпадении осадков из года в год, а также неравномерное их распределение по сезонам. Большая часть осадков выпадает на юге весной, на севере и северо-востоке — летом. От 20 до 40 процентов годового количества осадков выпадает в виде снега. В знойные летние дни в южных пустынных районах, особенно в Бетпак-Дале, наблюдаются явления так называемого «сухого дождя», когда капли дождя, испаряясь в нижних нагретых слоях воздуха, не достигают поверхности земли.
Количество выпадающих осадков на всей территории области недостаточно для устойчивого земледелия. Преобладающая часть их уходит в виде поверхностного стока рек и весенних потоков, часть испаряется и лишь незначительное количество проникает в почву. Испаряемость влаги характеризуется здесь высокими показателями и превышает количество выпадающих осадков более чем в три-четыре раза (на открытой водной поверхности — до 1000 и более мм). Испарение влаги в значительной мере усугубляется постоянно дующими ветрами из прилегающих среднеазиатских пустынь, особенно горячими летними ветрами — суховеями.
На территории области преобладают ветры северо-восточного направления в южной части и южного и юго-восточного — в северной. Кроме того, часто имеют место также южные и юго-западные ветры. Средняя скорость ветра на севере равна 4 м/сек., «а юге — 5 м/сек.; максимальная скорость (особенно зимой) в отдельные дни достигает 30 м/сек. Летом нередко наблюдаются продолжительные суховеи, зимой — сильные ветры, часто сопровождающиеся снежными буранами.
