黑河国家森林公园属于暖温带半湿润的季风气候区，雨量适中，四季分明。年最高气温在40摄氏度左右，年最低温度在-8摄氏度左右。无霜期平均为219~233天。1月份最冷，平均气温-0.5℃~1.3℃。平均最低温度-3.8℃；7月份最热，平均气温26.3℃~27℃，平均最高气温32.2℃；年平均气温13.6℃。
夏、秋季节公园比60公里外的关中平原平均气温低15℃——20℃，这些特征在秦岭北麓的森林公园是少见的，是陕西关中平原最佳的避暑旅游胜地。4月至11月园区气候凉爽，绿荫如盖，水丰草茂，能见度高，是旅游的好季节。
