Клімат Есентукоў кантынентальны, горна-стэпавы. Лета цёплае, з вялікай колькасцю гарачых і сухіх дзён. Сярэдняя тэмпература ліпеня +20.4 ° С, максімальная тэмпература даходзіць да +37 ° С. Зіма не сьцюдзёна, часта бываюць адлігі, але могуць быць і маразы да -30 ° С. Сярэдняя тэмпература студзеня -4, -6 ° С. Нярэдка назіраюцца дні з туманамі (у лістападзе і снежні па 13-14 дзён). Восень працяглая, цёплая, з халаднаватымі начамі. Першыя замаразкі адзначаюцца ў сярэдзіне кастрычніка. Вясна вельмі кароткая, ужо ў красавіку тэмпература хутка павышаецца. Ападкаў каля 500 мм у год. Сярэдняя гадавая адносная вільготнасць 65%. Характэрна вялікая колькасць ясных, сонечных дзён (280 у годзе), колькасць гадзін сонечнага ззяння 1827 у год. Па працягласці сонечнага ззяння сярод курортаў Каўказскіх Мінеральных Вод Есентукі займаюць другое месца пасля Кіславодска.