Doğu Anadolu Bölgesinin Yukarı Fırat bölümünde 38o-39o doğu meridyenleri ile 39o-40o kuzey paralellerinde  yer alan Çemişgezek’te hakim iklim tipi karasal iklimdir. Çemişgezek eskiden bu iklim yapısı gereği yazları oldukça sıcak ve kurak, kışları ise soğuk ve kar yağışlı geçerken, Keban Baraj Gölü’nün teşekkülünden sonra iklimde büyük bir yumuşama olmuştur. Bu gün göl kenarında bulunan köylere kışın hemen hemen hiç kar yağmamakta ve don olaylarına nadiren rastlanmaktadır. Bu özelliği sebebiyle ilçe topraklarında hemen hemen bütün meyve ve sebze çeşitleri yetiştirilmektedir.Kuzey kısımlarındaki yüksek dağlarda ise hemen hemen 4 mevsim kar bulunmaktadır.