El clima de la ciudad corresponde al clima subandino frío de tierras altas; se divide en 2 estaciones o etapas; el invierno con un período de lluvias prolongado y una estación seca de cuatro meses donde se presentan las temperaturas más altas. Tulcán siempre tiene un clima frío con temperaturas que van desde los 6 a los 24 °C.

Debido a que está a 2.950 metros de altura y ubicada en una zona andina con corrientes frías, Tulcán mantiene condiciones frías casi todo el año. De junio a septiembre las temperaturas suelen ser más cálidas, sobre todo durante la tarde, mientras que el resto del año la temperatura suele ser fría.