Το κλίμα του νομού Καρδίτσας, λόγω της γειτονίασής του με τους ορεινούς όγκους, είναι καθαρά ηπειρωτικό (ετήσιο θερμομετρικό εύρος μεγαλύτερο από 20°C).
Ο χειμώνας είναι εξαιρετικά δριμύς, ο παγετός αποτελεί συνηθισμένο φαινόμενο και οι ελάχιστες θερμοκρασίες φτάνουν συχνά κάτω από τους 10°C. Οι ξηροί και ορμητικοί άνεμοι που κατεβαίνουν από τα χιονισμένα βουνά επιτείνουν τη δριμύτητα του χειμώνα.
Η επίδραση της θάλασσας δεν φτάνει στην περιοχή, γι’ αυτό το καλοκαίρι είναι ιδιαίτερα θερμό στη Μητρόπολη, όπου η θερμοκρασία υπερβαίνει συχνά τους 40°C. Η περιοχή είναι πολύ υγρή τον χειμώνα και ξηρή το καλοκαίρι.
Οι διευθύνσεις των ανέμων είναι πολύπλοκες, κυρίως εξαιτίας του πολυσχιδούς ανάγλυφου.