Климат города Ртищево, как и всего Саратовского региона, умеренно континентальный. Расположенный на равнине город в любое время года доступен различным воздушным массам. Суровость климата зимой увеличивают сибирские антициклоны, приносящие сухой и холодный воздух. Летом погода формируется под влиянием приходящих с Атлантики масс воздуха.

Арктический воздух может воздействовать на погодные условия круглый год. Ранней осенью и весной он является причиной заморозков, зимой — усиления морозов, летом — снижения температуры. Циклоны обычно приходят со стороны Средиземноморья и Атлантического океана. Чаще всего они попадают в Ртищево и его окрестности зимой и формируют изменчивые погодные условия. Горячие сухие воздушные течения из казахстанских степей проникают, как правило, летом, и тогда в Ртищево устанавливается жаркая и засушливая погода с температурой до +39…+41° C.

В январе в среднем температура воздуха находится в пределах -12° C, в июле — +22° C. Согласно метеонаблюдениям, самая низкая температура воздуха за последние сто лет падала до -43° C. За весь год наблюдается 140-160 безморозных дней, снежный покров в среднем держится 125-140 суток. Осадков за год выпадает свыше 540 мм, из них 220 — 330 мм проливается летом. Зачастую осадки теплых сезонов носят ливневый характер, и за сутки выпадает до 45 мм влаги. Ливни привели к образованию и дальнейшему расширению оврагов, наличием которых характеризуются окрестности Ртищево. В почве накопление влаги происходит за счет снежных осадков.

Для местности характерны засухи, возникающие вследствие преобладания на европейском юге России области повышенного давления и частым суховеям с юго-востока. В пределах города может насчитываться 11-14 дней с суховеями, из них большая часть — малой интенсивности. Сильных ветров, достигающих скорости свыше 15 м/с, на протяжении года случается до 22 дней. Безветренная погода стоит около 28-42 дней в году. Устойчивый снежный покров не сходит в течение 122-136 дней. Средний показатель мощности снежного покрова колеблется в интервале 20-40 см, его максимум достигает 65 см.

Неравномерное распределение снежного покрова, его незначительная высота способствуют промерзанию земли на достаточно большую глубину до одного метра. В разных местах окрестностей Ртищево глубина промерзания может колебаться, зависит она от растительности, рельефа, состава грунтов, климатических факторов и некоторых местных условий. Глубокий мерзлый слой задерживает фильтрацию влаги при таянии снега и увеличивает значение стоков с поверхности.