آب‌و‌هوای شهر مجلسی تحت تأثیر اقلیم فلات مرکزی ایران قرار دارد و عموماً نیمه‌خشک و معتدل است. تابستان‌ها گرم و خشک و زمستان‌ها سرد اما قابل‌تحمل می‌گذرد. میزان بارش سالانه اندک است و بیشتر در فصول پاییز و زمستان رخ می‌دهد. وزش بادهای فصلی در بهار و پاییز به تهویه طبیعی شهر کمک می‌کند و شب‌های تابستانی معمولاً خنک و دلپذیرند. این شرایط اقلیمی باعث شده که الگوی ساخت‌وسازها و طراحی فضای سبز شهری با توجه به صرفه‌جویی در آب و سازگاری با خشکی اقلیم برنامه‌ریزی شود و شهر چهره‌ای متناسب با محیط طبیعی خود داشته باشد.