Континентальный климат. Зимы продолжительные и суровые, с обильными снегами. Продолжительность устойчивого снежного покрова — 187 дней. Весна приходит сравнительно рано — в начале апреля. Однако зачастую до середины мая стоит прохладная погода, выпадает снег. В конце августа — начале сентября начинаются заморозки. В 1995 году зарегистрированы заморозки в начале августа. Зима наступает где-то в середине октября.
Природа типичная для Среднего и Северного Урала. В тайге преимущественно хвойные породы — сосна, ель, пихта, кедр, лиственница. Из лиственных пород распространены осина, берёза, рябина. Городские улицы озелены липой, рябиной, берёзой, тополем. С середины мая и до конца июня в районе Краснотурьинска наблюдаются «белые ночи».
Горный щит, расположенный на западе, предохраняет город от сильных северо-западных ветров. Господствующие ветра западные и северо-западные. Максимальной силы ветра́ достигают в марте, апреле, декабре.
Летом температура редко бывает выше +30 °C, зимой ниже −40 °C. Глубина промерзания почвы составляет 2,1 м.
