El clima en Martín de Yeltes se enmarca dentro de un patrón mediterráneo continentalizado, caracterizado por contrastes marcados entre estaciones. Los inviernos suelen ser fríos y con mayor presencia de lluvias, especialmente en la temporada invernal, mientras que los veranos son cálidos y notablemente secos, con temperaturas elevadas en julio. La influencia de la ubicación interior de la provincia de Salamanca favorece estos extremos térmicos y la distribución de las precipitaciones, que se concentran principalmente en los meses de invierno y diciembre, dejando los meses estivales en general con escasas lluvias.
La meteorología de Martín de Yeltes refleja un período en el que las condiciones más agradables para actividades al aire libre suelen darse en la primavera y principios del otoño, cuando las temperaturas son moderadas y el tiempo es más estable. La época más lluviosa, en cambio, coincide con el invierno, aportando humedad a un clima que, en verano, se caracteriza por su sequedad y altas temperaturas, haciendo que la estación más seca sea también la más calurosa del año.
Normales climáticas WorldClim 2.1 para el periodo 1970–2025.