宣威地处云南高原东北部，高山深谷纵横交错，海拔高差大，夏秋和冬春分别受海洋性和大陆性气团影响，形成北亚热带、南温带、中温带多种气候带并存的低纬高原季风气候。其主要特点：冬无严寒，夏无酷署，年温差小，日温差大，四季不分明；冬春干旱，夏秋湿润，降水集中，干湿分明，年变率大；光照充足，积温偏低，区域差异大。
多年平均气温13.4℃，最高年平均温14.6℃，最低年平均温12.7℃，年际相差1.9℃。多年平均日照2018.5小时，日照百分率为47%。日照最多年为2369.1小时，最少1805.1小时，极差564小时；最多月是3月229.9小时，最少月是9月126.2小时。
宣威降水空间分布差异较大。东南部到东北部年降水1200～1400毫米；冷凉山区在1600毫米以上；西部地区年降水850～1000毫米；西北部1000～1200毫米。以宣威城为中心的坝区，多年平均降水量为975.2毫米，其降水的时间分布不均匀，全年分为明显的干、湿两季。每年11月～次年5月中旬，主要受大陆性气团控制，气温低、晴天多、光照足、蒸发大、降水少，其间降水为164.3毫米，占全年总降水量的16.8%，为干季，故冬春多旱。每年5月下旬～10月，受西南季风和东南季风影响，湿度大、云量多、日照少，降水猛增，其间平均降水量815.7毫米，占全年降水量的83.2%，尤其集中在6～7月，平均降水405毫米，故6～7月多洪涝灾害。年降水量最多的为1304.8毫米，最少的657.4毫米。
宣威多偏南风，年均风速3.9米/秒。由于宣威海拔较高，且山脉多呈南北走向，故多大风。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，终霜期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。
全市气象灾害较多，常见的有干旱、洪涝、低温、霜冻、冰雹、风灾、雷电等。
2004年，宣威主要气候特点是年均气温较高，年降水量略多，日照正常。热量条件较好，降水分布均匀。年均气温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，属略多年份，比上年多258.6毫米, 比多年平均降水量多51.8毫米；年日照时数1925.9小时，属正常年份。1～2月气温偏高，但冷空气活动频繁，2月7～8日出现大雪过程； 3～5月气温正常偏低，降水量正常，3月3～7日出现强倒春寒，4月13～15日受强冷空气影响，出现低温阴雨天气，日均温降至10℃～6℃左右，5月12日雨季开始，属偏早年份；6～8月温热条件较好，6月5～12日出现低温阴雨天气，7月后温度高日照多，8月高温高湿天气突出；9～11月气温偏高，降水略少，日照正常；12月降水多，但温度高，27日出现暴雪天气。
