大荔古代气候的冷、暖、旱、涝变迁,是有规律性和周期性的。夏代,气候温暖、湿润、多雨,年均气温比现在高约2~3C,冬季高3~5C。商初,气候剧变,寒冷干旱。中期又温暖多雨。商末至西周时期,气候变得寒冷,干旱。春秋战国时期,冷暖交替出现。先秦以至西汉初,气候又转温暖、湿润、多雨,故而史有“渭川干亩竹”之称。元鼎六年(前111)汉武帝曾在上林苑中起建“扶荔宫”,广植荔枝、柑桔、橙之类亚热带常绿果木(生长气候条件适于均温18~24C,经不起-8C的低温)。均温较今高约3~5C。东汉以至西晋,气候趋于寒冷。东晋南北朝时期出现长达300年的干旱期。唐代气候转暖、多雨,渭川竹梅丛生,沙苑草木冬青。宋、金时期,气候变冷。元代,大地气温有所闻升。明清两代,气候更趋寒冷。尤以顺治、康熙年间为最。寒冷期长达500年之久。民国初年,依然是冬季三河结冰,渡河车马通行。
建国后,据1955~1980年的气象资料分析,本县属暖温带半干旱大陆性季风气候区。冬季受蒙古冷高压气团控制,气温最低,雪雨稀少,寒冷干旱;春季海洋暖气团北进,气温渐高,时冷时暖,风霜多现;夏季受太平洋副热带高压气团影响,气温最高,酷暑炎热,常多伏旱:秋季冷暖气团交替出现,气温多变,夜凉昼热,多连阴雨。冬、夏季长,春、秋季短,冷暖干湿,四季分明。