מיקומה של שדרות באזור המעבר בין מישור החוף לאזור הנגב מעניק לה אקלים ים־תיכוני־יבשתי, עם השפעות מדבריות קלות מצד דרום.
חורף (דצמבר–פברואר):
החורף בשדרות מתון יחסית, ללא קיפאון.
הטמפרטורות הממוצעות נעות בין 6–9°C בלילה ל־14–18°C ביום.
בימים קרים במיוחד ייתכן כפור קל בבקרים, אך לא שלג.
החורף מלווה בגשמים לסירוגין ורוחות מערביות חזקות.
אביב (מרץ–מאי):
מזג האוויר מתייצב, ויש עלייה הדרגתית בטמפרטורות.
בחודש מאי ניכרת כבר התחממות קיצית עם ימי שרב.
הטמפרטורות נעות בין 12°C בלילה ל־26–30°C ביום.
העונה מתאפיינת ברוחות נעימות ופריחה מרהיבה.
קיץ (יוני–אוגוסט):
הקיץ חם מאוד ויבש. שדרות, בשל קרבתה למדבר, חווה עומסי חום כבדים במיוחד.
הטמפרטורות מגיעות ל־32–36°C ואף יותר בצהריים, ובלילה נשמרת טמפרטורה של כ־22–25°C.
הלחות לרוב נמוכה, אך לעיתים מגיעה מהים ויוצרת תחושת מחנק.
סתיו (ספטמבר–נובמבר):
ירידה הדרגתית בטמפרטורות, מזג אוויר נעים במיוחד.
ספטמבר עוד חם, אך אוקטובר ונובמבר מביאים איתם רוחות קרירות וגשם ראשון.
לקראת סוף נובמבר מזג האוויר כבר מזכיר חורף מוקדם.
שדרות מקבלת כ־300 עד 400 מ״מ גשם בשנה, רובם בין נובמבר למרץ.
לעיתים הגשם מגיע בממטרים קצרים אך עזים.
קיץ יבש לחלוטין, ללא משקעים.
העיר אינה סובלת מהצפות בדרך כלל, אך ייתכנו זרימות עזות בעת סערות.
רוחות מערביות וצפון־מערביות נפוצות, במיוחד בעונות המעבר.
בקיץ נושבות רוחות חמות מהדרום (שרביות), בעיקר במאי ויוני.
הרוחות בערבים לעיתים מקררות את האוויר ומביאות הקלה מחום היום.
שדרות נהנית ממספר גבוה של שעות שמש בשנה – מעל 300 ימים עם מזג אוויר נאה.
זהו אחד היתרונות של העיר – תנאי מזג אוויר אידיאליים לפעילות חוץ רוב השנה.
שלג הוא נדיר מאוד ואינו נצפה בעיר בשגרה. רק באירועי קיצון, ייתכן שלג קל שמיד נמס.
העיר לא נערכת לשלג, בשל נדירותו.