Oltay hududining iqlimi juda xilma-xil, bu geografik sharoitlarning xilma-xilligi bilan bog'liq. Qirg'oqning tog'oldi va sho'rtoq qismlari Atlantika, Arktika, Sharqiy Sibir va O'rta Osiyodan keladigan havo massalarining tez-tez almashishi natijasida shakllangan qit'a iqlimiga o'tish davrida o'rta iqlimga ega. Havo haroratining yillik mutlaq amplitudasi 9095 °C ga yetadi. O'rtacha yillik harorat  ijobiy, 0,52,1 °C Iyul oyidagi o'rtacha maksimal harorat +26...+28 °C, ekstremal harorat +40...+42 °C ga yetadi. Yanvar oyidagi o'rtacha minimal harorat −20... −24 °C, qishning mutlaq minimumi −50... −55 °C. Muzsiz davr taxminan 120 kun davom etadi. Qirg'oqning g'arbiy tekis qismi eng quruq va issiqdir. Bu yerning iqlimi ba'zida keskin kontinental. Sharq va janubi-sharq tomonga yiliga 230 mm dan 600700 mm gacha yog'ingarchilik ko'payadi. O'rtacha yillik harorat janubi-g'arb tomonga ko'tariladi. Hududning janubi-sharqida tog 'to'siqlari mavjudligi tufayli havo massasi g'arbiy-sharqiy ko'chishi janubi-g'arbiy yo'nalishga ega bo'ladi. Yoz oylarida shimoliy shamollar tez-tez uchraydi. 2045% hollarda janubi-g'arbiy va g'arbiy yo'nalishdagi shamol tezligi 6 m/s dan oshadi. Chegara cho'l hududlarida shamolning kuchayishi bilan quruq shamollarning paydo bo'lishi bog'liq. Qish oylarida, faol siklon faoliyatida bo'lgan davrda, hududda har joyda bo'ronlar kuzatiladi, ular bir yilda 3050 kun takrorlanadi.
Natijada tog'lar oldi iqlimi, qit'a iqlimiga o'tish jarayoni shakllanadi.
Atlantika, Arktika, Sharqiy Sibir va O'rta Osiyodan keladigan havo massalarining tez-tez almashishi