পঞ্চগড়ের জলবায়ু কিয়দংশ চরমভাবাপন্ন। গ্রীষ্ম, বর্ষা ও শীত এই তিনটি এই অঞ্চলের প্রধান ঋতু। পঞ্চগড় জনপদের মৃত্তিকা সাধারণত বালুকাযুক্ত এবং কঙ্করময় হওয়ার কারণে এখানে গ্রীষ্মের দাপট যেমন প্রখর পাহাড়ের সানুদেশে অবস্থিত বলে বৃষ্টিপাতের পরিমাণও তেমনি প্রবল, উত্তরের হিমালয় অঞ্চলের শৈত্য প্রবাহের ফলে এই অঞ্চলেও শীতের প্রকোপ প্রচন্ড, পঞ্চগড়ে বৃষ্টিপাতের পরিমাণ দক্ষিণাঞ্চলের জেলাগুলোর তুলনায় বেশি।

পঞ্চগড়ের জলবায়ু বাংলাদেশের দক্ষিণাঞ্চলের চেয়ে উত্তর ভারতের বিহার রাজ্য এবং দার্জিলিং ও জলপাইগুড়ি জেলার সঙ্গেই অধিক সম্পর্কযুক্ত। সাধারণভাবে ডিসেম্বর ও জানুয়ারি শীতকাল কিন্তু এ জেলায় অক্টোবর মাসের দ্বিতীয়ার্ধ থেকে শীত অনুভূত হয় এবং অব্যাহত থাকে মার্চ মাস পর্যন্ত। এমন কি এপ্রিল মাসের রাতগুলো থাকে মোটামুটি শীতার্ত। জানুয়ারি সর্বাধিক শীতের মাস। এ সময় সর্বনিম্ন তাপমাত্রা থাকে ৪ থেকে ৬ ডিগ্রী সেলসিয়াস। কোন কোন দিন তাপমাত্রা আরও নিচে নেমে যায়।

পশ্চিম দিক থেকে প্রবল বাতাস প্রবাহের মধ্য দিয়ে এ জেলায় শুরু হয় গ্রীষ্মকাল। মার্চ মাসের দ্বিতীয়ার্ধ থেকে এপ্রিল মাস পর্যন্ত এই প্রবাহ থাকে অব্যাহত। মধ্য এপ্রিলে পশ্চিম কোন থেকে ধেয়ে আসে কালবৈশাখী বজ্র ঝড় বৃষ্টি। চলতে থাকে মে মাস পর্যন্ত। এরপর সাধারনভাবে জুন মাস থেকে সেপ্টেম্বর পর্যন্ত বর্ষাকাল। বার্ষিক গড় বৃষ্টিপাত ২৫০০ মিমি। পূর্বে শ্রীমঙ্গলের পরেই বৃষ্টিপাতের আধিক্য অনুসারে এ জেলার স্থান ছিল দ্বিতীয়। বর্তমানে কোন কোন বছর আগস্ট মাস থেকেও শুরু হয় প্রকৃত বষর্ণ। তবে সাধারণভাবে জুলাই আগস্ট মাস বর্ষাকাল।

গ্রীষ্মকাল পঞ্চগড় জেলার দীর্ঘতম ঋতু। মে মাস থেকে মধ্য সেপ্টেম্বর পর্যন্ত তীব্র গরম ও ভ্যাপসা আবহাওয়ায় অতিষ্ঠ হয়ে ওঠে জনজীবন। এ সময় সর্বোচ্চ তাপমাত্রা থাকে ৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াসেরও বেশি। বাতাসের আদ্রতা সর্বোচ্চ থাকে জুলাই ও আগস্ট মাসে, যার পরিমাণ প্রায় ৮৮ শতাংশ, সর্বনিম্ন থাকে মার্চ মাসে প্রায় ৫০ শতাংশ। দেবীগঞ্জে চরম উষ্ণ আবহাওয়া এপ্রিল মাসে ৪৩.৯ ডিগ্রি এবং চরম শীতল তাপমাত্রা ১.১ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত রেকর্ড করা হয়েছে।

সামগ্রিকভাবে পঞ্চগড় জেলায় শীত ও গরম উভয়ই তীব্র। সম্প্রতি উত্তরের ভূখণ্ডে পরিবেশের ভারসাম্য কিছু পরিমানে ক্ষুন্ন হওয়ায় পঞ্চগড় জেলার গ্রীষ্মকালেও কখনো কখনো দিনের বেলা প্রচন্ড গরম এবং রাতের বেলা ঘন কুয়াশা ও শীত অনুভূত হয়। উত্তরের পাহাড়ি অঞ্চলে গাছের ঘনত্ব কমে যাওয়ায় অদূর ভবিষ্যতে দার্জিলিং এলাকার তুষারপাত পঞ্চগড় জনপদ পর্যন্ত সম্প্রসারিত হওয়া অসম্ভব নয়।