ลักษณะภูมิอากาศของอุทยานแห่งชาติแจ้ซ้อน จัดอยู่ในลักษณะภูมิอากาศแบบร้อนชื้นสลับแล้ง ประกอบด้วย ฤดูฝน ระหว่างเดือนพฤษภาคม-ตุลาคม จะมีฝนตกชุกในเดือนกันยายน ปริมาณน้ำฝนในรอบปี มีฝนตกเฉลี่ยประมาณ 1,070 มิลลิเมตร มีการกระจายไม่สม่ำเสมอ โดยจะมีฝนตกชุกในช่วงต้นเดือนกันยายน และจะมีระยะฝนทิ้งช่วงระหว่างต้นเดือนมิถุนายนถึงกลางเดือนกรกฎาคม ฤดูหนาว ระหว่างเดือนพฤศจิกายน-กุมภาพันธ์ เป็นช่วงที่อากาศเย็นสบาย อุณหภูมิต่ำสุดเฉลี่ย 22 องศาเซลเซียส และฤดูร้อนระหว่างเดือนมีนาคม-เมษายน ซึ่งจะเป็นช่วงที่อากาศค่อนข้างจะร้อน อุณหภูมิสูงสุดเฉลี่ย 33 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปี 26 องศาเซลเซียส แต่โดยปกติอุทยานแห่งชาติแจ้ซ้อนสามารถเดินทางท่องเที่ยวได้ตลอดปี