Ngũ Đài sơn có khí hậu lạnh rét, vì thế còn được gọi là "Thanh Lương sơn". Nhiệt độ trung bình năm chỉ đạt -4 °C, các tháng 7-8 là nóng nhất, với nhiệt độ trung bình trong khoảng 8,5 - 9,5 °C, tháng 1 là rét nhất, nhiệt độ trung bình xuống tới -18,8 °C. So sánh khu vực chân núi với đỉnh núi thì khu vực chân núi vào xuân sớm hơn khoảng 1 tháng và vào thu chậm hơn khoảng 1 tháng, nhiệt độ chênh lệch khoảng 6 °C, toàn năm nhiệt độ trung bình khoảng 2－3 °C. Nhiệt độ thấp nhất có thể xuống tới -30 °C, cao nhất đạt 30 °C. Khu vực Ngũ Đài sơn về mùa hè các tầng mây xuống rất gần bề mặt, độ ẩm cao, thường có mưa nhiều.