海拔高与四周高山重围的内陆处境使羌塘高原成为同纬度寒冷干旱的独特区域。羌塘高原气候寒冷而干燥，气温的年日变化大。最暖月平均气温6～10℃，局部地区可达12℃；最冷月平均气温在-10℃以下。暖季最低气温可达-1～-18℃，冷季则低达-40℃以下。年降水量约100～300毫米，自东南向西北递减。冬春多大风，如改则≥17米／秒的大风日数平均每年有200天之多。 

　　年均温多低于0℃，有冰冻现象。1976年8月曾在北纬35°43′的涌波错畔（海拔4881米）测得－18℃的低温纪录。 1964年1月3日在北纬31°48′的班戈县气象站（4700米）测得－42.9℃的最低温纪录。高原年均降水量50～300毫米，其中80％以上集中于6～9月，干湿季分明，但多为雪、霰、雹等固态降水形式。 

　　羌塘草原是有名的风窝窝。高原风力强，频度高，在黑(河)—阿（里）公路沿线的大风带，年均大于17米/秒的大风日数约200天。高原人编了顺口溜：一年一场风，从春刮到冬。其实，如果老是刮风倒好，更多的时候是风搅雪，难怪这里的天空总像从沙水里捞上来似的迷迷不清亮。 

　　光照条件充足，全年日照时数2800～3400小时；年太阳辐射总值在836千焦耳/平方厘米以上，远超过同纬度地区。但高原地面反射率高达40％以上，地面实际所获太阳辐射能量并不多。