乌江流域内西部高山地区较寒冷，威宁年平均气温仅11.3℃，其它各地气候温和，大多是亚热带季风气候，年平均气温14℃至18℃。雨量充沛，西部年平均降水量略低于1000毫米，中部1000至1200毫米。东南部可达1400毫米，乌江流域内雨季多出现在5月至10月。思南水文站最高水位379.45米，最低水位351.26米（吴淞高程），最大流量15600立方米每秒，最小流量56立方米每秒，多年平均迳流量504.8亿立方米，最大年输沙量1710万吨。