气候：垣曲县属暖温带半干旱、半湿润大陆性气候，四季分明，春季干旱多风，夏季雨量集中，冬季少雪干燥。境内地势落差较大，小气候差异明显。全年平均日照2062.2小时，全县境内大部分地区光照有效辐射在48—58千卡/平方厘米之间。全县年均气温13.5℃，年积温4900℃，年均无霜期236天，与全省相比，垣曲是热量资源较充足地域之一，昼夜温差大，无霜期长，适宜各种农作物生长。全县年均降水85天左右，降水量548.1毫米。冬、春季降水较少，夏、秋季较多，降水一般集中在5—9月份，强度大，时间长，易形成洪涝灾害。垣曲地处东南亚季风区域，6—8月盛行东南风，12月至次年2月多为西北风。
    水文：垣曲县多年平均水资源量25369.9万立米/年，是山西省水资源较丰富的地区。地表水资源为24100万立方米/年，地下水资源为11252.5万立方米/年。垣曲县地形复杂，山高谷深，降雨充沛，河溪众多，大小河流30余条，均属黄河水系，多为常流河。黄河自夏县瓮口入境，流经本县南缘46公里，向东至马湾注入河南省。境内属黄河水系的河流有亳清河、允西河、西阳河、板涧河、五福涧河等，均自北向南注入黄河。