参照渭源县气象站历史数据（2020—2026年），清源镇的气候呈现冬冷夏凉、降水集中的特点。

全年平均高温14℃，平均低温1℃；极端高温33℃（2022年7月7日），极端低温-21℃（2024年2月16日）。

冬季（12—2月）最冷月份平均低温在-11℃至-14℃之间，降水极少；春季（3—5月）气温回升快，但昼夜温差大，4月平均低温仍在0℃左右，5月雨日增多。

夏季（6—8月）是全年降水集中期，月均降水量普遍在70—110毫米，但2025年盛夏降水异常偏多：7月达552.1毫米、8月423毫米，雨日也多。

秋季（9—10月）气温下降，但2025年9—10月也出现了极端降水（9月482.6毫米、10月400.7毫米）。

作为河谷城镇，清源镇较县城其他开阔地带可能略为“冷湖”效应明显——冬季夜间辐射降温更强，早晨易有霜冻或轻雾；夏季午后河谷内的热对流活跃，雷阵雨更频繁，体感湿度较大。