武城县属暖温带季风区，大陆性气候，大陆度为66.9°。其特点是冷热干湿区别显著，四季分明，时有气象灾害，县内气候条件相同。
由于季风环流的影响，武城县四季分明。春季（3—5月），副热带高压开始活跃，平均气温13.7℃，降水70毫米，占年降水量的12%，蒸发816毫米，相对湿度58%，为全年最小。天气回暖快、降水少、空气干、风速大、蒸发强、十年九旱，故有“春雨贵如油”之说。但个别年份降水很多，造成春汛，约几十年发生一次。夏季（6—8月）受太平洋副热带高压控制，天气湿热，平均气温25.9℃，降水404毫米，占全年降水量的69.29%，蒸发843毫米，相对湿度73%，年极端最高气温均出现在这个季节。风速小、降水多、变率大、不稳定、易形成内涝或伏旱。秋季（9—11月）副热带高压减弱南移，蒙古高压进入我县，气温下降，季平均13.3℃，降水94毫米，占年降水量的16.13%，蒸发411毫米，相对湿度71%。风速小，雨量少，易干旱，构成秋高气爽天气。但有少数年份发生秋涝。冬季（12—2月）被蒙古高压控制，平均气温零下1.9℃，降水15毫米，占年降水量的2.57%，蒸发555毫米，相对湿度62%。最大冻土深49厘米，年极端最低气温零下26℃，盛行偏北风，天气寒冷，少雨雪。
因为太阳活动，大气环流的异常变化，时有旱涝、连阴雨、大风、干热风、冰雹、霜冻等气象灾害。武城县与相邻的德州市、夏津县比较，年平均气温比德州低0.01℃，比夏津高0.1℃，降水偏少50—60毫米，日照也少25—75小时。卫运河沿岸比陈公堤上多50毫米左右，这些差异很小，故武城县各乡的气候条件类似一致。
（一）日照和气温 多年平均日照2617小时，日照率58%，春季718.8小时，夏季746小时，秋季629.5小时，冬季522.8小时。
1968年至1981年，年平均气温12.7℃,1月份最低，平均零下3.4℃, 7月份最高，平均26℃,4月到10月高于年平均值，其中6月至8月在25℃以上。11月到下年3月低于年平均值，其中12月至2月在0℃以下。1968年6月11日，发生极端最高气温为41.5℃；最低气温零下26℃，时在1958年1月15日。
日平均气温稳定通过0℃、10℃、20℃的初终期和积温，对农业生产有指导意义。1963年至1972年的日平均气温稳定通过各界限温度的日期和积温如下表：
单位：℃
武城县稳定通过10℃的积温，年平均4331℃，最少年份还有4195℃，能满足各种作物对热量的要求。为了确切地反映农时，在气候上常以候平均气温来划分四季。候平均气温低于10℃时为冬季，高于22℃时为夏季， 10°至22℃之间为春、秋季。按这个标准分配，武城县的四季如下：
武城县冬季最长，竟达4个半月还多；夏季3个月左右；春、秋各两个月。除冬季开始日期比“立冬”早6天，其它各季开始日期都比“立春”、“立夏”、“立秋”晚半月至个半月。尽管秋末至初春的日期长，因为日照和积温充足，光热条件好，延长了无霜期，多年平均无霜期203天，最短年份尚有184天。
春季回暖开始期，一般在惊蛰到春分之间，三月末气温稳定在10℃，进入春季。又往往出现倒春寒，低温连阴，影响正常农事活动和作物生长。武城县倒春寒一般在四月中、下旬，最晚出现于五月初，平均历时7天。1964年长达10天。机率为五至十年一遇。
（二）降水量 武城县降水的时间和空间分布不均。1942年至1963年为多水期，平均年降水650毫米，超过720毫米的重涝灾，六年一遇。1965年至1983年为少水期，平均年降水500毫米，少于400毫米的重旱灾，五年一遇。大水年有十年之规，如1953年、1964年、1973年，年平均降水1000毫米左右。1953年最大，为1211毫米， 1968年最小，为272毫米，最大年份降水量是最小年份的4.5倍，所以造成大旱大涝。年内降水在时间季节上分配不均，夏季降水最多，降水日数为30.5天，占全年降水日数的46.9%, 12月、1月最少，为2.3天。全年只有7、8月是土壤蓄水期，其余各月都是失水期，故形成春旱夏涝秋旱的气象特点，干旱是武城县发展农业的主要限制因素。
武城县沿卫运河的四女寺、滕庄、鲁权屯、甲马营、祝官屯、老城、杨庄7个乡镇的西部降水大，5至9月降水400毫米以上，董王庄最小，为350毫米。西部多于东部，北部多于南部。故恩县洼易涝，地势高的东部和南部易旱。从下表看出近期旱象趋向发展，周期缩短，范围扩大。1961年至1964年连续洪涝，1978年至1983年接连干旱，都是史所罕见的。
老城历年降水量统计
降水量：毫米
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┃ 年份 ┃ 降水量 ┃占常年% ┃气象特点 ┃
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┃ 1951 ┃ 657 ┃ 115.2 ┃ 正常 ┃
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┃ 1952 ┃ 388 ┃ 68.05 ┃ 大旱 ┃
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┃ 1953 ┃ 1211 ┃ 212.4 ┃ 大涝 ┃
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┃ 1954 ┃ 663 ┃ 116.3 ┃滞洪（正常） ┃
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┃ 1955 ┃ 722 ┃ 126.6 ┃滞洪（偏涝） ┃
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┃ 1956 ┃ 639 ┃ 112.07 ┃ 正常 ┃
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┃ 1957 ┃ 381 ┃ 66.82 ┃ 大旱 ┃
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┃ 1958 ┃ 621 ┃ 108.9 ┃ 正常 ┃
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┃ 1959 ┃ 552 ┃ 96.8 ┃ 正常 ┃
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┃ 1960 ┃ 639 ┃ 112.07 ┃ 正常 ┃
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┃ 1961 ┃ 765 ┃ 134.17 ┃ 偏涝 ┃
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┃ 1962 ┃ 466 ┃ 81.73 ┃ 偏旱 ┃
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┃ 1963 ┃ 617 ┃ 108.2 ┃滞洪（正常） ┃
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续表
（三）降雪与冰冻 历年平均降雪量15毫米。占全年降水的2.57%。1963年至1964年最大，为32.7毫米；1967年至1968年最小，为25毫米。初雪日平均在12月10日，1967年最早为11月19日。终雪日平均在3月10日，1963年最晚为4月27日。连续降雪天数最长的是1971年12月22日至25日，接连两天以上的降雪每年都有。1963年积雪最深为14厘米。近13年的统计，雪深大于10厘米的2年，大于5厘米的6年，年年平均积雪20天，1963年至1964年长达54天。
地面结冰的初终期和日最低温度的初终期基本一致。1971年最长，冻土159天，1972年最短为126天，一般年份142天。卫运河常年开始结冰在11月末旬，封冻于12月中旬，解冰在2月底。冰厚约15至20厘米，1957年最厚达45厘米，封冻期间可以行人，个别河段在隆冬一月能通行畜力车，但过车时间短，年份少。
（四）气压和风 武城县年平均气压1012.9毫巴，各月分布情况如下：
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┃ 月 ┃ 1 ┃ 2 ┃ 3 ┃ 4 ┃ 5 ┃ 6 ┃ 7 ┃ 8 ┃ 9 ┃ 10 ┃ 11 ┃ 12 ┃全年 ┃
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┃平均气压 ┃1023.4 ┃1022.9 ┃ 1017 ┃1012.5 ┃1005.7 ┃1001.1 ┃ 998.4 ┃1002.3 ┃1010.6 ┃1016.8 ┃1020.8 ┃ 1028 ┃1012.9 ┃
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武城县的风除受大型天气控制，还受地形影响。县东南百公里有泰沂山脉，县东北150公里有渤海，西面是西南东北走向的太行山脉。它和泰沂之间形成了一条狭谷，西南气流在其影响下灌注华北平原，武城处于这道狭谷的出口，所以，全年以南风最多，占26%；东北风次之，占16%；西风最少，占3%。
历年各月风向频率表
年平均风速3.63米/秒，春季大于夏、秋、冬三季，以4月份最大，4. 9米/秒，8、9月份最小，2.75米/秒。1964年4月13日20时，10级狂风自东北来，风速28米/秒。
（五）湿度和蒸发 武城县历年平均各月绝对、相对湿度如下表：
绝对湿度以夏季最大，平均25.9毫巴，冬季最小，平均3.1毫巴，秋季11.5毫巴，春季9.2毫巴，年平均相对湿度65%。以8月份最大为80%,5月份最小为55%。相对湿度在各季的分配：夏季最大71%，秋季次之70%，冬季62%，春季最小，仅仅59%。从此不难看出，春季干燥，夏季潮湿，是武城县气候的又一特点。
多年平均年蒸发量2296毫米，为相应年份降水的4.33倍，干燥度1.4，属半湿润区。1968年蒸发量达3256毫米，1964年只有1429毫米。1963年至1972年各月蒸发和降水量的比较如下：
（六）地温和冻土 历年平均地面温度15.4℃，高出气温2.8℃。各月分布如下表：
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┃ 月 份 ┃ 1 ┃ 2 ┃ 3 ┃ 4 ┃ 5 ┃ 6 ┃ 7 ┃ 8 ┃ 9 ┃ 10 ┃ 11 ┃ 12 ┃
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┃ 地面温度 ┃-3.9 ┃-1.3 ┃ 8 ┃ 17.3 ┃ 26.8 ┃ 32.1 ┃ 32 ┃ 29.3 ┃ 23.7 ┃ 16.1 ┃ 6.2 ┃-1.7 ┃
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地中5、10、20厘米处地温，4至11月的变化趋势如下：
武城县土壤冻结的初日平均在11月17日，终日平均在3月13日。土壤封冻的初日在12月17日，终日在2月25日。10厘米深的土壤冻结后，大地就进入封冻阶段，平均初日为12月21日，终日为2月23日。1968年2月出现最大冻土深49厘米。
