Горниот дел од сливот на реката Брегалница се карактеризира со многу ладни зими. Најниската апсолутна минимална температура која некогаш е измерена во Македонија е имерена во општините Берово и Пехчево. Средната годишна температурна амлитуда е 21°С, додека апсолутната амплитуда е 66 °С. Оваа висока температурна флуктуација е карактеристична за типична континентална клима.
Средишниот дел од сливот на реката Брегалница има средна месечна температура од 13°С со средна амплитуда од 23°С. Овој дел се карактеризира со голем број на денови со ниска влажност и температура од преку 30°С, кои претставуваат индикативни елементи на почетна област која навелгува во медитеранската клима преку долината не река Вардар.
Општина Кочани, годишно во просек има 100 дена со температура над 20°С. Највисоките измерени температура во сливот на река Брегалница се измерени во Овче Поле, Штип и Ерџелија со просечна летна месечна температура од 25 °С што е карактеристично за умерена континентална клима.
Со просечна годишна вредност на врнежи која варира од 506 mm во Кочански Поле до 672 mm во Малешевскиот регион, Брегалничкиот слив се смета за „сув“. Врнежите се нерамномерни со максимална измерена вредност во месеците април и мај и со минимална измерена вредност во летните месеци јули и август. Врнежи од снег се појавуваат во месеците од декември до март.
Сливот на реката Брегалица е познат по големиот број на сончеви денови со што нуди одлични можности за производство на фотоволтаична и фототермална енергија. Долниот дел на сливот е добро познат по големиот потенцијал за добивање на енергија од ветер.