乌兰巴托地处内陆，属典型的大陆性气候，冬季最低气温达-40℃，夏季最高气温达35℃，年平均气温-1、5℃。1月平均气温-15一-22℃，夜间有时可达-39℃；夏季短而炎热。年平均降水280毫米，一年中有180天为晴天，无霜期109天。

乌兰巴托位于亚欧大陆内陆地区，受海洋影响小，主要受大陆影响，导致气候干燥，降水稀少，昼夜温差大，年温差大，植被主要为温带落叶阔叶林或温带草原。