In depresiunea Neagra Sarului, mediile temperaturilor anuale oscileaza intre 4 si 6oC, cu temperature medii in lunile de vara de 15.7oC si de iarna de -5.1oC, fiind frecvente inversiunile termice. Numarul zilelor de inghet este cuprins intre 170 si 195, umezeala relativa a aerului fiind de 80%.

Fata de alte regiuni ale tarii, situate la aceeasi altitudine, se inregistreaza temperature medii anuale mai scazute, dar cu diferente mai reduse intre iarna si vara, aceasta datorandu-se atat latitudinii, cat si pozitiei sale in plina zona muntoasa. Minima absoluta, inregistrata la Vatra Dornei, a fost de -36.5oC, dar si in alte localitati au fost inregistrate valori foarte coborate. Temperature ridicate au fost inregistrate vara la Vatra Dornei (36.4oC) si la Poiana Stampei (30.4oC).

Cantitatea medie anuala de precipitatii are valori de peste 600mm, desi variatia de la un an la altul este destul de mare. Spre exemplu, in anul 1912, au cazut, la Vatra Dornei, 1033mm precipitatii, iar in anul 1921, numai 470mm. Se inregistreza, insa, diferentieri intre partea de est a depresiunii, inde precipitatiile au valoare apropiata de medie anuala (600mm), si cea de vest, und eating 700 – 750mm/an. Depresiunea este dominata de vanturi care bat din sectorul SV si NE, a caror viteza este in general redusa (rar depasind 20km/h).

In mod frecvent se inregistreaza numeroase zile de calm (30-50%), iar nebulozitatea se mentine ridicata ( 7-7,5 zecimi ).