Eskişehir, İç Anadolu Bölgesi'nde yer aldığı için tipik bir kara ikliminin özelliklerini taşır. Şehirde kışlar soğuk ve sert, yazlar ise sıcak ve kurak geçer. Mevsimsel sıcaklık farkları oldukça belirgindir; yazın sıcaklık değerleri 30 dereceye kadar çıkabilirken, kışın sıfırın altına düşebilir. İlkbahar ve sonbahar mevsimleri genellikle ılıman geçiş dönemleri olarak yaşanır, ancak bu dönemlerde de hava durumu değişkenlik gösterebilir.
Mevsimlere göre sıcaklık değişimleri, Eskişehir'deki yaşamı doğrudan etkiler. Kış aylarında yoğun kar yağışı ve don olayları, özellikle ulaşım açısından bazı zorluklara neden olabilir. Şehir merkezinde ve kırsal kesimlerde yolların karla kaplanması ve buzlanma, günlük hayatı etkileyebilir. Yaz aylarında ise yüksek sıcaklıklar, özellikle öğle saatlerinde dışarıda vakit geçirmeyi zorlaştırabilir. Bununla birlikte, genellikle akşamları serinleyen hava, yaz gecelerini daha rahat hale getirir.
Eskişehir'de rüzgarlar genellikle kuzey ve kuzeybatı yönlerinden eser ve bu, şehrin iklimini belirleyen faktörlerden biridir. Kuzey rüzgarları, özellikle kışın soğuk hava dalgalarının etkisini artırırken, yazın serinlemeye yardımcı olur. Rüzgarın bu etkisi, şehirdeki toz ve hava kirliliğinin dağılmasına da katkı sağlar, bu sayede hava kalitesi üzerinde olumlu bir etki yaratır.
Nem oranı, İç Anadolu'nun diğer bölgelerine göre daha düşüktür, bu da kuru bir havanın hakim olmasına neden olur. Düşük nem oranı, yaz aylarında sıcaklıkların daha katlanılabilir olmasını sağlarken, kışın soğukların daha keskin hissedilmesine yol açar. Yağışlar genellikle ilkbahar ve sonbahar mevsimlerinde görülür, yazları oldukça kurak geçer. Yağışların büyük çoğunluğu kış aylarında kar şeklinde olurken, ilkbahar aylarında sağanak yağışlar şeklinde kendini gösterir.
Eskişehir'in iklimi, şehrin tarım faaliyetleri üzerinde de belirleyici bir rol oynar. İlkbahar ve sonbahar yağışları, bu dönemlerde ekim ve hasat işlerini desteklerken, yaz kuraklığı sulama ihtiyacını artırır. Şehrin bitki örtüsü ve tarım alanları, iklim koşullarına uyum sağlayacak şekilde düzenlenmiştir. Ayrıca, iklim koşulları, şehrin mimarisini ve insanların günlük yaşam pratiklerini de etkilemektedir; örneğin, evler genellikle soğuk kış aylarına dayanıklı malzemelerle inşa edilir ve yazın serin tutacak şekilde tasarlanır.