Vườn quốc gia Kon Ka Kinh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa phân tách khá rõ rệt trong một năm, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.

- Chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình hàng năm từ  21- 25°C. Tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 5 với nhiệt độ trung bình là 25°C. Tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 với nhiệt độ trung bình là 16°C, riêng khu vực đỉnh Kon Ka Kinh có nhiệt độ dưới 15°C.

- Lượng mưa: Tổng lượng mưa trung bình biến động từ 2.000 - 2.500 mm, lượng mưa tập trung từ tháng 5 đến tháng 11, chiếm 70 - 75% lượng mưa cả năm. Tháng có lượng mưa cao nhất là tháng 8 và thấp nhất là tháng 1.

- Độ ẩm bình quân năm: 80%, độ ẩm cao nhất vào các tháng mùa mưa với 87%, các tháng mùa khô có độ ẩm tương đối thấp, độ ẩm thấp nhất là 71%.

- Chế độ gió: Trong vùng thịnh hành 2 hướng gió chính là gió mùa Tây Nam thổi trong các tháng mùa khô và gió mùa Đông Bắc thổi trong các tháng mùa mưa. Vườn quốc gia Kon Ka Kinh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của bão.