湖区全年日照时数大部分都在3000小时以上，较
青海以东同纬度地区高出700小时左右；年
日照百分率达68～69%。年辐射总量在171．461千卡/平方厘米·年－106.693千卡/平方厘米·年，较同纬度的
华北平原、黄土高原高10～40千卡/平方厘米·年。
湖区东部和南部气温稍高，年均温在1．1℃～0．3℃之间；西部和北部稍低，年均温在－0．8℃～0．6℃之间，平均最高气温6．7℃～8．7℃之间，平均最低气温－6．7℃～4．9℃之间，
极端最高气温25℃和24．4℃，极端最低气温－31℃～和－33．4℃。
湖区全年降水量偏少。但东部和南部稍高于北部和西部，东部全年降水量是412．8毫米，南部是359．4毫米，西北部370．3毫米，西部公360．4毫米和324．5毫米．全年蒸发量达1502毫米，蒸发量远远超过降水量。湖区降水量季节变化大，降水多集中在5～9月份，雨热同季。
湖区大风、沙暴日数是全省较多的地区之一。每年2～4月，午后至傍晚多出现大风，且盛行西北风。以
刚察为例。大风（≥17米/秒）年均47．3天，2～4月最多，平均5．9～9．3天之间，最多3月份达19天之多。沙暴历年平均为14天。重点保护区布哈河口——鸟岛区多西北风，最大风力达9～10级。由于湖区海拔高，湖西风多，高空气影响极大，全年多在西风控制之下。冬春风速最大，夏秋季较小。在
风力作用下，一般波浪为2～3级，最大为7～8级，全年波浪6级以上的日数为40天左右。
青海湖的水温随季节而变化。夏季湖水温度有明显的正温层现象，8月份最高达22．3℃，平均为16℃；水的下层温度较低，平均水温为9．5℃，最低为6℃．秋季因湖区多风而发生湖水搅动，使水温分层温度现象基本消失，冬季湖面结冰，湖水温度出现逆温层现象，1月份，冰下湖水上层温度－0．9℃，底层水温3．3℃。春季解冻后，湖水表层水温又开始上升，逐渐又恢复到夏、季的水温。
青海湖因含水量有无机盐类，湖水冻结的温度比0℃稍低。每年从11月中旬开始，湖区气温下降到0℃以下，到翌年1月份气温为最低，全湖形成稳定的冰盖，封冰期年平均为108～116天，最短为76天，最长138天。冰厚度一般为40厘米，最大冰厚90厘米。封冰后，冰面平坦，由于猛烈狂风，往往出现裂缝和沟隙。在冬时来观赏湖光山色，满目皆白，银光闪闪。3月中旬，冰盖破裂，湖面出现浮冰，在风力作用下，形成巨大的冰山飘至岸边，最大冰山体积约10立方米，4月中旬后，湖内冰块完全消融。