Klimaet er tørt, kontinentalt. Gjennomsnittstemperaturen i januar varierer mellom -45 °C og -28 °C. Gjennomsnittstemperaturen i juli er over +20 °C, ofte svært varmt, opptil omkring +30 °C. Årlig nedbørmengde er 200–300 mm, med 400–600 mm i fjellene. Tuva har omkring 300 soldager i året.