Климат (Dfc) субарктический. Месяц с минимальными температурами — январь, суточный температурный средний показатель -1.5 °C. Месяц, отмечающийся максимальными теплом — июль со средней температурой 33.1 °C. Годовая средняя температура в Северодонецке, согласно наблюдениям, оценивается 14.1°C. Вершина температурного диапазона, фиксируется в июле до 40.1°С, а низшая понижается до -14.9°C в январе. В течение года: дни ясной погоды - 144, снегопадные дни - 28, дни с осадками - 109, облачных дней - 85.