Diyarbakır'da sert bir kara iklimi hakimdir. Yazlar çok sıcak geçer, en sıcak ortalama 31°C'dir. Kışlar ise Doğu Anadolu Bölgesi kadar soğuk geçmez, en soğuk ortalama 1,8°C'dir. Yıllık yağış ortalaması 496 mm'dir ve bu yağışın %2'si yaz aylarında düşer. İlkbahar ve sonbahar ayları daha ılımandır. Güneydoğu Toroslar yayının kuzeyden gelen soğuk rüzgarları kesmesi nedeniyle son yıllarda yapılan barajların oluşturduğu yapay göletler, geniş buharlaşma yüzeyleri oluşturmuş ve bu durum, Diyarbakır Havzası’nın kuru havasının nispi neminde artışa neden olmuştur.