Altınbaşak Ovası, Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nin karakteristik özelliklerini yansıtan bir iklim yapısına sahiptir. Bu bölge, belirgin yaz ve kış mevsimlerine sahip olup, sıcaklık farkları ile dikkat çeker. Yazın yüksek sıcaklıklar, kışın ise zaman zaman soğuk havalar yaşanır. Ayrıca, yıllık yağış miktarı, tarım faaliyetlerini etkileyen önemli bir unsur olarak öne çıkmaktadır.

Altınbaşak Ovası, Güneydoğu Anadolu Bölgesi 'nde yer aldığı için karasal iklim etkisi altındadır. Bu iklim tipinin özellikleri şunlardır:

• Yazlar çok sıcak, kışlar ise nadir de olsa soğuk geçer.
• Yıllık ortalama sıcaklık 16,4 °C'dir.
• Yıllık yağış miktarı 565 mm olup, genellikle ilkbahar ve kış aylarında düşer.

Altınbaşak Ovası'nın iklimi, İç Anadolu Bölgesi'ndeki bozkır iklimine göre daha fakirdir.