Заради по-голямата надморска височина на Западните Родопи тук преобладава планински климат, но той е смекчен от топлите въздушни маси, проникващи по теченията на реките. Средната годишна температура е 8,5°С, а дебелината на снежната покривка - 140 - 150 см. Зимата е продължителна, но мека, с обилни валежи от сняг. Средната месечна температура за месец януари е от 7°С до -2°С. Снежната покривка по северните изложения на връх Перелик и по високите била се задържа до края на месец май и създава чудесни условия за зимни спортове. Лятото носи свежа прохлада. Най-високите средни дневни температури за месец юли са 18 – 19 °С. Влажността на въздуха е най-висока през януари – 80% и най-ниска от юли до октомври – 60%. Тук силата на вятъра е умерена, а бялата пелена на мъглата е рядък гост.

Слънцето е извънредно щедро към целия район. Броят на слънчевите дни и на ясните нощи тук е много по-голям в сравнение с другите краища на страната. Не е случайно, че именно в този район на България е посторена през 1981 г. 5-ата астрономическа обсерватория в Европа и най-голямата на Балканите - в местността Рожен. Нейният телескоп е най-мощният в югоизточна Европа.