El clima en Sartajada se caracteriza por ser semiárido, con una marcada diferencia entre las estaciones. Los inviernos, en los que predominan las precipitaciones, suelen ser frescos y algo húmedos, mientras que en verano las condiciones se vuelven secas y calurosas, especialmente en agosto, el mes más seco del año. La influencia de la ubicación en la provincia de Toledo contribuye a un tiempo en Sartajada con veranos largos y secos, y inviernos relativamente cortos y fríos.
El periodo más lluvioso se sitúa en invierno, cuando las precipitaciones alcanzan su punto álgido, aunque en general las lluvias son escasas a lo largo del año. La época más agradable para actividades al aire libre suele ser la primavera y el otoño, cuando las temperaturas son moderadas y el tiempo en Sartajada resulta más estable. La meteorología de Sartajada refleja un contraste notable entre estaciones, condicionado por su situación geográfica en una zona de transición entre el interior y el clima semiárido de la meseta castellana.
Normales climáticas WorldClim 2.1 para el periodo 1970–2025.