安定区属甘肃省中部半干旱农业气候区，光、热、水、气候要素的特征是干旱、光富、热欠。主要表现为春季风大少雨，冷暖无常，多寒，雨水集中，多洪雹；秋季降温较快，阴雨连绵，多云雾；冬季晴朗寒冷，干燥少雪，多风沙。
光能
日照 安定区地处中纬度地区，日照时数长，强度大。全年日照总时数为25002小时，日照率为56%。春季 3-5月为667.3小时，占全年日照时数的26.7%；夏季 6-8月为688.4小时，占全年日照时数的27.5%；秋季 9-11月为532.9小时，占全年日照时数的21.30；冬季12-2月为611.6小时，占全年日照时数的24.5%。≥ O℃的日照时数为1505.9小时，占全年日照时数的60.2%；≥ 10℃光照时数为994.2小时，占全年日照时数的39.8%。6月份日照时数最多，为247.7小时；9月份最少，为168.0小时。旬日照时数最多的为5月下旬及6月上旬，均为87.0小时；旬日照时数最少的为9月下旬，只有53.1小时。夏作物成长期，平均每天日照时数8.4小时，可达到小麦、豌豆、胡麻等作物的日照下限要求。秋作物平均每天日照8.2小时，有利于谷子、糜子、马铃薯等短日照作物的成长。但9月份常出现连绵阴雨天气，日照时数相对减少，不利于秋作物的干物质积累与正常成熟。
太阳辐射 全年太阳辐射量为141.4 千卡／平方厘米。辐射量最大的6月份为16.0千卡／平方厘米，占全年辐射总量的11.3%；辐射量最小的12月份为7.6千卡／平方厘米，占全年辐射总量的5.3%。5-8月为全年太阳辐射峰值期，其各月辐射量都在15.2千卡／平方厘米以上。此期正值各类农作物光合作用旺盛时，有利于农作物产量及品质的提高。旬太阳辐射量以5月下旬最大，为5.9 千卡／平方厘米；旬太阳辐射量以元月上旬最小，为2.3 千卡／平方厘米。太阳辐射自3上旬至5月下旬增至最大值，其后波动不大，直至9月上旬始出现下降趋势。主要农作物生育期，谷子接受太阳辐射最多，为73.6 千卡／平方厘米，豌豆接受太阳的辐射最少，为56.6 千卡／平方厘米。
气温
安定区年平均气温7.2℃。最热的7月平均气温为19.3℃，最冷的1月平均气温为-6.9℃。平均气温年较差26.2℃。极端最高气温为35.1℃（2000年7月28日），极端最低气温为-29.7℃（1991年12月28日）。春季升温较快，平均气温月交差约5.6℃；夏季气温变化不大，平均气温月较差约2.0 ℃；秋季降温迅速，平均气温月较差约5.9℃；冬季气温波动较明显，平均气温月较差约3.9℃。区内各乡镇气温随海拔高度的增加而递减。以西南部高峰乡年平均气温4.5℃为最低，以北部河谷区鲁家沟镇年平均气温7.7℃为最高。最热的7月份平均气温仍以高峰乡15.3℃为最低，鲁家沟20.4℃为最高。农业界限气温≥ 0℃的平均日数为244.7天，平均活动积温为30002.6℃；≥5℃的平均日数为197.7天，平均活动积温为2826.3℃；≥ 10℃的平均日数为46.2天．平均活动积温为2365.1℃。春季自≥0℃的初日到 ≥ 10℃的初日共54天，秋季自10℃终日到 ≥ 0℃初日共 47天，春秋季升、降温平均日较差约0.2℃。因之，春播应抢时间，秋季需防低温霜冻。
地温
耕层土壤5厘米地温年平均8.85℃。年最高地温为9℃，年最低地温为-8.2℃。7月份地温最高为23.8℃，1月份地温最低为-6.5℃。秋冬5厘米土壤温度
降水
由于受马衔山、华家岭诸山脉小地形的影响，境内降水的区域分布比较明显，总的趋势是由西南向东北递减。全区年平均降水量为377毫米。西南部高峰乡和东南部杏园乡年平均降水量400毫米以上，北部鲁家沟、白碌及东北部石峡湾等乡镇年平均降水量不300毫米。年降水量最多为471.1毫米(2003 年)，最少为264.4毫米(1997 年)，每三际相差最大值为206.7毫米。多水年份降水量是少水年份水量的1.8倍。
霜期
安定区无霜期年平均为140天，占全年日数的38%，占各类作物生育期(3-9月)的65%。因此，农作物有35%的时间受霜冻的威胁。东北部西巩驿镇等河谷区无霜期为145天，西南部高峰乡无霜期为111天，大部分地区无霜期在130 -145天之间。年无霜期最长为180天（2000 年），元霜期最短为99天（1997年）。早霜初日最早为1989 年 9月14日，最晚为2006 年 10月17日，平均初日为9月28日；终霜日最早为1997 年 4月15日，最晚为1996 年 6月10日，平均终日为5月9日。