Климат области в основном определяется ее расположением в южной части умеренного пояса. Зимой здесь преобладают умеренные воздушные массы, а летом – тропические. Западные ветры оказывают значительное влияние на климат в этом регионе, особенно на высотах выше 3000 метров над уровнем моря. При этом количество осадков составляет до 1000 мм в год, особенно на юго-западном склоне Ферганского хребта.
На предгорьях с абсолютной высотой до 1000 м климат полупустынный с жарким сухим летом (средняя температура июля составляет +26 °C) и умеренной зимой (средняя температура января -4 °C). На высоте 1100-2000 м зима умеренно холодная (средняя температура января -5°С), а лето – теплое (июль +20°C). На высоте от 2000 до 3000 м климат становится умеренным: зима долгая и холодная (средняя температура января -10 °C), а лето – прохладное (средняя температура июля 10-11 °C). На горных хребтах, начиная с высоты 3000 м и выше, климат становится суровым: в любое время года здесь холодно, даже летом, иногда выпадает снег (средняя температура июля ниже 10 °C).
Этот климатический характер региона делает его уникальным и интересным для исследования и понимания влияния атмосферных процессов на окружающую среду и человеческую деятельность.