Климат (Dfc) субарктический. Месяц с самыми низкими температурами — январь, его среднее значение температуры за день -16.9 °C. Месяц с самыми высокими температурами — июль со среднеарифметической температурой 25.7 °C. Температурный максимум, устанавливается в июле до 35.5°С, а порог минимальной температуры до -37.1°C в декабре. Среднегодовая температура в Усть-Илимске, согласно наблюдениям, составляет 3.2°C. В течение года: дни ясной погоды - 47, снежных дней - 136, дождливых дней - 90, пасмурных дней - 93.