อุทยานแห่งชาติน้ำตกแม่สุรินทร์ตั้งอยู่ในหุบเขาที่มีหมอกปกคลุมตลอดทั้งปี มีอากาศเย็นสบายตลอดปี

• ฤดูฝน ช่วงเดือนพฤษภาคม - เดือนตุลาคม จะมีฝนตกชุกมาก ทำให้การเดินทางไม่สะดวก ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยรวมตลอดปี 1,282 มิลลิเมตร
• ฤดูหนาว ช่วงเดือนพฤศจิกายน - เดือนกุมภาพันธ์ อากาศจะหนาวเย็นมากโดยเฉพาะบนยอดเขา อุณหภูมิเฉลี่ยต่ำสุดในเดือนมกราคม 14 องศาเซลเซียส
• ฤดูร้อน ช่วงเดือนมีนาคม - เดือนเมษายน จะมีอากาศร้อนอบอ้าว อุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุดในเดือนเมษายน 38 องศาเซลเซียส

อุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปี 25 องศาเซลเซียส ฤดูหนาวและฤดูร้อนเป็นช่วงที่เหมาะแก่การเดินทางท่องเที่ยวมากที่สุด