宣威地處雲南高原東北部，高山深谷縱橫交錯，海拔高差大，夏秋和冬春分別受海洋性和大陸性氣團影響，形成北亞熱帶、南溫帶、中溫帶多種氣候帶並存的低緯高原季風氣候。其主要特點：冬無嚴寒，夏無酷署，年溫差小，日溫差大，四季不分明；冬春乾旱，夏秋溼潤，降水集中，乾溼分明，年變率大；光照充足，積溫偏低，區域差異大。

多年平均氣溫13.4℃，最高年平均溫14.6℃，最低年平均溫12.7℃，年際相差1.9℃。多年平均日照2018.5小時，日照百分率為47%。日照最多年為2369.1小時，最少1805.1小時，極差564小時；最多月是3月229.9小時，最少月是9月126.2小時。

宣威降水空間分佈差異較大。東南部到東北部年降水1200～1400毫米；冷涼山區在1600毫米以上；西部地區年降水850～1000毫米；西北部1000～1200毫米。以宣威城為中心的壩區，多年平均降水量為975.2毫米，其降水的時間分佈不均勻，全年分為明顯的幹、溼兩季。每年11月～次年5月中旬，主要受大陸性氣團控制，氣溫低、晴天多、光照足、蒸發大、降水少，其間降水為164.3毫米，佔全年總降水量的16.8%，為乾季，故冬春多旱。每年5月下旬～10月，受西南季風和東南季風影響，溼度大、雲量多、日照少，降水猛增，其間平均降水量815.7毫米，佔全年降水量的83.2%，尤其集中在6～7月，平均降水405毫米，故6～7月多洪澇災害。年降水量最多的為1304.8毫米，最少的657.4毫米。

宣威多偏南風，年均風速3.9米/秒。由於宣威海拔較高，且山脈多呈南北走向，故多大風。宣威平均每年有霜日38.7天，最多年61天，最少年23天。平均初霜期11月4日，終霜期3月30日。平均每年降雪10.6天，最多年降雪27天，最少年1天。

全市氣象災害較多，常見的有乾旱、洪澇、低溫、霜凍、冰雹、風災、雷電等。

2004年，宣威主要氣候特點是年均氣溫較高，年降水量略多，日照正常。熱量條件較好，降水分佈均勻。年均氣溫13.7ºC，比上年少0.9ºC，比多年平均值偏高0.3ºC；年降水量1 023.8毫米，屬略多年份，比上年多258.6毫米, 比多年平均降水量多51.8毫米；年日照時數1925.9小時，屬正常年份。1～2月氣溫偏高，但冷空氣活動頻繁，2月7～8日出現大雪過程； 3～5月氣溫正常偏低，降水量正常，3月3～7日出現強倒春寒，4月13～15日受強冷空氣影響，出現低溫陰雨天氣，日均溫降至10℃～6℃左右，5月12日雨季開始，屬偏早年份；6～8月溫熱條件較好，6月5～12日出現低溫陰雨天氣，7月後溫度高日照多，8月高溫高溼天氣突出；9～11月氣溫偏高，降水略少，日照正常；12月降水多，但溫度高，27日出現暴雪天氣。