终南山属暖温带半温润季风气候,四季冷暖干湿分明,年无霜期226天。1月份平均气温0.4℃,7月份平均气温26.6℃,年平均气温13.3℃。年平均降水量613.7毫米,年平均湿度69.6%。山区气候垂直分带明显,随着海拔高度的升高,气温逐渐降低,平均海拔每上升100米,气温大约下降0.6℃。终南山水资源丰富,水资源量约40×108立方米,占关中地表水资源总量的51%,是渭河的主要补给水源地。公园内有黑河、涝河、沣河等河流28条,中型以上水库30座。