* Khí hậu:
+ Chế độ nhiệt: Do ảnh hưởng của vị trí địa lý Đại Từ có nhiệt độ trong năm từ 22°C-27°C, cao nhất trong tháng 6 năm 2013 (32°C), lạnh nhất trong tháng 1 năm 2014 (6°C). Nhìn chung, năm có sự chênh lệch cao về nhiệt độ giữa tháng cao nhất và thấp nhất. Đây vừa là điều kiện thuận lợi cho phát triển sản xuất nông nghiệp như sự đa dạng cây trồng và đồng thời vừa là khó khăn cho sản xuất.
+ Chế độ mưa: Đại Từ thường có lượng mưa lớn, trung bình 1.700 - 1.800 mm/năm. Nhưng không phân bố đều giữa các tháng trong năm do đó phải đòi hỏi đòi hỏi địa phương phải có sự bố trí cây trồng hợp lý, đặc biệt chý ý chủ động nước tưới cho cây trồng trong mùa khô và tiêu nước cho cây trồng trong mùa mưa.
+ Chế độ ẩm: Do mưa nhiều khí hậu thường ẩm ướt nên độ ẩm trung bình của huyện từ 70 – 80% rất phù hợp cho nhiều loại cây trồng phát triển.
* Thủy văn
+ Sông ngòi: Hệ thống sông Công chảy từ Định Hóa xuống theo hướng Bắc Nam với chiều dài chạy qua huyện Đại Từ khoảng 2km. Hệ thống các suối, khe suối La Bằng, Quân Chu, Cát Nê... cũng là nguồn nước quan trọng trong đời sống và sản xuất của huyện.
+ Hồ đập: Hồ Núi Cốc lớn nhất tỉnh Thái Nguyên với diện tích mặt nước 769 ha, vừa là địa điểm du lịch nổi tiếng, vừa là nơi cung cấp nước cho các huyện Phổ Yên, Phú Bình, Thành phố Thái Nguyên và một phần cho tỉnh Bắc Giang. Ngoài ra còn có các hồ: Phượng Hoàng, Đoàn Ủy, Vai Miếu, Đập Minh Tiến, Phú Xuyên, Na Mao, Lục Ba, Đức Lương với dung lượng nước tưới bình quân từ 40 - 50 ha mỗi đập và từ 180 - 500 ha mỗi hồ.
+ Thủy văn: Do ảnh hưởng của vị trí địa lý, đặc biệt là có những dãy núi bao bọc, Đại Từ thường có lượng mưa lớn nhất tỉnh Thái Nguyên trung bình lượng mưa hàng năm từ 1700 mm - 1800 mm, đó là điều kiện rất thuận lợi cho sản xuất nông lâm nghiệp huyện.
24