Το κλίμα της ευρύτερης περιοχής των Πρεσπών μπορεί να χαρακτηρισθεί ηπειρωτικό Μεσογειακό, με βασικά χαρακτηριστικά του την εναλλαγή μιας θερμής (ύφυγρης) περιόδου με μία πολύ ψυχρή-υγρή περίοδο.
Η μέση ετήσια βροχόπτωση στο επίπεδο των λιμνών έφτασε τα 763 mm και η εξάτμιση τα 833 mm κατά την περίοδο 1951-2004. Στα βουνά η ετήσια βροχόπτωση φτάνει τα 1200 mm. Η υγρή περίοδος (από τον Οκτώβρη έως τον Απρίλη) λαμβάνει το 73% των ετήσιων κατακρημνίσεων, με σημαντικές χιονοπτώσεις.
Η ισορροπία της υγρασίας (βροχόπτωση μείον εξάτμιση) είναι θετική μόνο κατά την περίοδο Οκτώβρη μέχρι τέλη Μάρτη.
Η απορροή των ποταμών αυξάνεται από τον Νοέμβρη και κορυφώνεται κατά τον Απρίλη ή Μαή εξαιτίας της τήξης των χιονιών, ενώ οι υπόλοιποι μήνες χαρακτηρίζονται από χαμηλή απορροή.
Σύμφωνα με τα βροχομετρικά δεδομένα, το μεγαλύτερο ποσοστό κατακρημνισμάτων παρατηρείται την περίοδο μεταξύ Οκτωβρίου και Μαΐου (υγρή περίοδος), ενώ την υπόλοιπη περίοδο (ξηρή), οι κατακρημνίσεις εκδηλώνονται συνήθως ως καταιγίδες.
Οι χιονοπτώσεις στη λεκάνη των Πρεσπών εκδηλώνονται κατά την περίοδο Οκτωβρίου – Απριλίου και αποτελούν ένα σημαντικό μέρος των κατακρημνίσεων της περιοχής.
Οι μέσες θερμοκρασίες του αέρα είναι σχετικά χαμηλές και παρουσιάζουν μεγάλη διακύμανση μεταξύ των ψυχρών και των θερμών μηνών, γεγονός που ευνοεί την ανάπτυξη κατακρημνίσεων. Το χειμώνα η θερμοκρασία κατεβαίνει πολλές φορές κάτω από το μηδέν με αποτέλεσμα τα νερά της λίμνης Μικρής Πρέσπας να παγώνουν. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια και λόγω της κλιματικής αλλαγής, τα νερά της λίμνης δεν παγώνουν κάθε χρονιά. Η μέση ετήσια θερμοκρασία του αέρα είναι 11°C. Η δε μέση μέγιστη τιμή της θερμοκρασίας παρατηρείται τους μήνες Ιούλιο και Αύγουστο (22,81°C και 22,87°C, αντίστοιχα), ενώ η ελάχιστη κατά τον Ιανουάριο (2,39°C).
Οι κλιματικές συνθήκες επηρεάζονται από τις υψομετρικές διαφορές και τα φυσιογραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής, από την ύπαρξη των δύο λιμνών, καθώς και από την έκθεση της περιοχής σε βόρειους ανέμους.
Ένα χαρακτηριστικό των διαφοροποιήσεων των μικροκλιματικών συνθηκών στην λεκάνη των Πρεσπών είναι ότι στις βορείου προσανατολισμού πλαγιές της ημιορεινής και ορεινής ζώνης παρουσιάζεται καθυστέρηση στην ανάπτυξη-ανθοφορία των φυτών, και η βλάστηση εμφανίζεται να υστερεί σε σχέση με εκείνες νοτίου προσανατολισμού, που έχουν μεγαλύτερο διάστημα έκθεσης στον ήλιο.
Επίσης, οι μικροκλιματικές διαφορές και κυρίως η υγρασιακή και θερμοκρασιακή κατάσταση του παρεδαφιαίου στρώματος αέρα είναι η αιτία της συχνής εμφάνισης σποραδικών ομιχλών. Η δημιουργία ομίχλης είναι φαινόμενο, που εκτός από τη χειμερινή περίοδο, παρουσιάζεται και σε άλλες εποχές και σε σπάνιες περιπτώσεις μέχρι και το μήνα Ιούλιο.
Επίσης στην περιοχή συμβαίνουν και πολλές θερμοκρασιακές αναστροφές ανάγλυφου, εμφανίζονται φαινόμενα πάχνης και πρόσκαιρου παγετού. Στα υψίπεδα της λεκάνης παρουσιάζονται αρκετά χαμηλότερες θερμοκρασίες αέρα κατά τις πρωινές ώρες, πριν από την ανατολή του ήλιου, με φαινόμενα πάχνης και πρόσκαιρου παγετού, σε σύγκριση με τις θερμοκρασίες αέρα στα υψώματα που τις περιβάλλουν, δεδομένου ότι ο ψυχρότερος αέρας καθιζάνει τη νύχτα στις κλειστές αυτές περιοχές με το μηχανισμό δημιουργίας αύρας των ορέων.
Η συχνότητα πνοής, έντασης και διεύθυνσης ανέμων επηρεάζεται από το ανάγλυφο και την ορεογραφική διαμόρφωση της περιοχής με τους βόρειους ανέμους να υπερέχουν σε συχνότητα, τους νοτιοδυτικούς ανέμους να διαδραματίζουν έναν επίσης σημαντικό ρόλο στην κλιματική διαμόρφωση της περιοχής, ενώ οι ανατολικοί και δυτικοί άνεμοι είναι πολύ σπάνιοι. Ο Δεκέμβρης είναι ο μήνας με τη συχνότερη πνοή ανέμων, ενώ ο Αύγουστος είναι ο πλέον ήπιος μήνας. Οι ταχύτητες των ανέμων είναι χαμηλές καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους.
