ฤดูกาลของอุทยานแห่งชาติน้ำพองแบ่งออกเป็น 3 ฤดู คือ

• ฤดูร้อน เริ่มตั้งแต่ระหว่างเดือนมีนาคม-เดือนพฤษภาคม อุณหภูมิเฉลี่ยจะร้อนจัดในเดือนเมษายน
• ฤดูฝน เริ่มตั้งแต่ระหว่างเดือนมิถุนายน-เดือนตุลาคม ปริมาณน้ำฝนจะตกมากช่วงเดือนสิงหาคม-ตุลาคม ซึ่งมีปริมาณน้ำฝนโดยเฉลี่ยทั้งปี ประมาณ 1,145.3 มิลลิเมตร
• ฤดูหนาว เริ่มตั้งแต่ระหว่างเดือนพฤศจิกายน-เดือนกุมภาพันธ์ อุณหภูมิเฉลี่ยต่ำสุดในเดือนมกราคม

โดยอุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปี ต่ำสุด 23.8 องศาเซลเซียส และสูงสุด 30.7 องศาเซลเซียส ซึ่งได้รับอิทธิพลจากร่องความกดอากาศสูงทางตอนใต้ของประเทศจีน