آب و هوای اسفراین معتدل است و منابع تاریخی نیز این بر این نکته تأکید دارند. اعراب اسفراین را بلقیس می‌خوانده‌اند که یادآور سرزمین‌های زیبای یمن بوده‌است. قسمت‌های جنوبی اسفراین به علت مجاورت با کویر دارای زمستان‌های سرد و تابستان‌های گرم و خشک می‌باشد. رودخانه‌های مهم اسفراین، بیدواز و رویین و قره‌سو می‌باشند. قره‌سو اصلی‌ترین رود است که از ارتفاعات رشته‌کوه‌های آلاداغ و شاه جهان سرچشمه گرفته و شامل رودخانه‌های سنخواست، جاجرم، بیدواز، گرماب، رویین و غیره‌است. این رود پس از سیراب کردن جلگه جاجرم به طرف جنوب جریان یافته و به کالشور در جنوب سبزوار می‌پیوندد و سرانجام در کویر گم می‌شود (جوادزاده ۱۳۸۰).