El clima de la ciudad  es tipo mediterráneo continentalizado según la clasificación climática, siendo la única región que ofrece este tipo de clima en Ecuador y el norte de Sudamérica. El clima se presenta como templado seco-mediterráneo con ciertas influencias del clima subtropical árido de tierras altas, dado que Ibarra se halla en un valle. Ibarra tiene una temperatura promedio de 18°C, oscilando entre una temperatura media en diciembre de 7°C y de hasta 32°C en agosto. Las heladas son usuales desde finales de septiembre hasta inicios de marzo.

El clima anual se divide en 3 partes: la etapa seca que va desde junio hasta principios de septiembre, la época estival de principios de septiembre a mediados de febrero y la fría de finales de febrero a finales de mayo.