El clima en Valdefuentes de Sangusín se caracteriza por ser mediterráneo continentalizado, con marcadas diferencias entre estaciones. Los inviernos suelen ser fríos y la estación más lluviosa, especialmente en diciembre, cuando las precipitaciones aumentan debido a la influencia del invierno atlántico. Por otro lado, los veranos son secos y calurosos, siendo julio el mes más seco y con temperaturas elevadas que invitan a disfrutar del tiempo al aire libre en primavera y principios de otoño, épocas generalmente más agradables para actividades al aire libre.
La influencia geográfica de la provincia de Salamanca, situada en una zona interior, acentúa el contraste térmico entre el invierno y el verano. La meteorología de Valdefuentes de Sangusín refleja este patrón, con inviernos fríos y veranos cálidos, y una distribución de lluvias que favorece un período húmedo en invierno. La estación más lluviosa coincide con la estación invernal, mientras que el verano se caracteriza por su sequedad, favoreciendo condiciones secas y soleadas en la mayor parte de la temporada estival.
Normales climáticas WorldClim 2.1 para el periodo 1970–2025.