Depresiunii Mramuresului se afla atat sub influenta maselor de aer umed vest-nord-vestice, cat si a centurii muntoase ce o strajuieste, ceea ce determina sensibile variatii climatice intre nord-vestul si sud-estul acestei regiuni. De asemenea, diferentierea de altitudine dintre vatra depresiunii si rama muntoasa duc la frecvente inversiuni termice. Temperatura medie anuala oscileaza intre 8,7°C la Sighetu Marmatiei, 8,0°C la Ocna Sugatag, si 6,0°C la Borsa. Temperatura medie a lunii ianuarie se mentine intre -3 si -4°C, iar a lunii iunie intre 16 si 19°C, mai ridicate in nord-vest, verile fiind racoroase. Temperaturile extreme se situeaza intre -32,2 si 35,2°C la Sighetu Marmatiei, intre -30,5 si 38,5 °C la Ocna Sugatag.