Installée dans la vallée du Tchouï, loin de toute influence océanique, la capitale kirghize connaît un climat continental sec aux écarts saisonniers considérables, que l'adossement à la montagne accentue encore.
La ville s'étage entre 700 et 900 mètres d'altitude, autour de 800 mètres dans le centre, sur un piémont ouvert au nord. La station météorologique locale, en service depuis 1936, relève une moyenne de moins 2,7 degrés en janvier et de 25,5 degrés en juillet, soit une amplitude annuelle de près de 30 degrés. Le record de froid, moins 34 degrés, remonte à février 1951.
De juin à août, l'air demeure sec, l'humidité relative descendant à 45 ou 50 %, et les journées dépassent fréquemment 35 degrés. La canicule de juillet 2026 a battu trois records successifs, avec 41,6 degrés le 17, 43,2 degrés le 18 et 43,5 degrés le 19, valeur la plus élevée jamais mesurée dans la ville depuis le début des observations. Le mois s'est écoulé sans la moindre pluie, alors que la norme de juillet avoisine 19 millimètres, et la consommation électrique record a provoqué des coupures de plusieurs heures dans divers quartiers.
L'hiver reste froid sans être rigoureux au regard de la latitude, les vagues d'air méridional pouvant faire remonter le thermomètre au-dessus de 10 degrés en plein janvier. La neige couvre le sol une vingtaine de jours en janvier, pour une épaisseur maximale de l'ordre de 35 centimètres, et disparaît normalement avant le mois de mai. Le relief enferme l'air froid au fond de la cuvette et provoque des inversions de température durables, sous lesquelles s'accumulent brouillards givrants et nappes de brume, phénomène qui explique la persistance du smog hivernal au-dessus de l'agglomération.
Les précipitations totalisent environ 450 millimètres par an, chiffre modeste mais supérieur à celui des steppes voisines grâce au soulèvement de l'air sur le Kirghiz Ala-Too. Le maximum se situe nettement au printemps, en avril et en mai, mois d'averses et d'orages qui verdissent le piémont avant l'assèchement estival. L'automne, plus sec et lumineux, s'achève par des pluies froides en novembre.
Les vents dominants viennent de l'ouest et du sud, mais restent faibles, avec une vitesse moyenne de 1,6 mètre par seconde et près d'un cinquième de l'année en situation de calme, ce qui favorise la stagnation de l'air. L'ensoleillement atteint quelque 2 545 heures par an, avec plus de 10 heures quotidiennes en juillet. La visite de la ville se pratique surtout de la fin avril à juin et en septembre, la haute montagne voisine devenant accessible de juillet à septembre.