En Tolimán se registras tres tipos diferentes de climas, la zona del norte tiene un clima "Semiseco semicálido", un sector que va desde el sureste hasta el noreste registra clima "Seco semicálido", el resto del territorio que conforma su zona oeste y el extremo este en los límites con Cadereyta de Montes tienen clima "Semiseco templado"; el promedio de temperatura anual también se divide por tres zonas, todo el norte y una franja que recorre el centro y suroeste tiene un promedio entre 18 y 20°C, el extremo oeste registra de 14 a 16°C y el resto del territorio rodeando estas dos zonas tiene un promedio de 16 a 18°C; la precipitación promedio anual en la zona más occidental del territorio es de 600 a 700 mm, le sigue una zona hacia el este en que la media se encuentra entre 500 y 600 mm y en todo el restante territorio municipal es inferior a los 500 mm.