บริเวณอุทยานแห่งชาติรามคำแหง จัดอยู่ในภูมิอากาศแบบฝนตกชุกสลับแห้งแล้งในเขตร้อน ฤดูร้อน เริ่มตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงเดือนพฤษภาคม มีอากาศร้อน อุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุดอยู่ในช่วงเดือนเมษายนประมาณ 31 องศาเซลเซียส แต่อากาศเย็นในตอนกลางคืน ฤดูฝนเริ่มตั้งแต่เดือนมิถุนายนถึงเดือนตุลาคม มีปริมาณฝนมากในช่วงเดือนสิงหาคม-ตุลาคม ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 1,323 มิลลิเมตรต่อปี และฤดูหนาวเริ่มตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนกุมภาพันธ์ มีอากาศหนาวเย็นสบาย โดยเฉพาะบนยอดเขาหลวงอุณหภูมิจะหนาวเย็นในเวลากลางคืน ช่วงที่อากาศเย็นสบายที่สุดระหว่างเดือนธันวาคม – มกราคม อุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปี 27.6 องศาเซลเซียส