El clima en Villamiel se caracteriza por ser mediterráneo continentalizado, con marcadas diferencias entre las estaciones. Los inviernos suelen ser fríos, especialmente en enero, mientras que los veranos alcanzan su punto más cálido en agosto, con temperaturas que invitan a disfrutar del tiempo al aire libre en los meses más cálidos. La meteorología de Villamiel refleja un contraste notable entre la estación más lluviosa, el invierno, y el verano, que es la época más seca del año.
Las precipitaciones se concentran principalmente durante los meses de invierno, influenciadas por la proximidad a la Sierra de Gredos, aunque en verano las lluvias son escasas. La época más agradable para actividades al aire libre suele ser en primavera y principios de otoño, cuando las temperaturas son moderadas y el tiempo suele ser estable. La distribución de las lluvias y las temperaturas extremas reflejan la influencia del interior peninsular y la altitud de la zona, condicionando un clima con contrastes acusados a lo largo del año.
Normales climáticas WorldClim 2.1 para el periodo 1970–2025.