Il clima di Dimitrovgrad è moderatamente continentale, con inverni freddi ed estati abbastanza calde.
La città si trova nel sud-est della Serbia, vicino al confine con la Bulgaria, in una valle a 500 metri di quota. In un anno si registrano 39 giorni con neve, e 53 giorni con il suolo innevato, di cui un giorno su due a gennaio. In estate l'escursione termica è elevate, per cui può fare fresco, o anche un po' freddo, di notte, mentre di giorno può fare molto caldo.
La temperatura media del mese più freddo (gennaio) è di -0,2 °C, quella del mese più caldo (agosto) è di 20,5 °C. Ecco le temperature medie.

Le precipitazioni ammontano a 625 mm all'anno: sono dunque ad un livello intermedio. Nei mesi meno piovosi (gennaio, febbraio, marzo) cadono 40 mm di pioggia (o neve), nel più piovoso (giugno) ne cadono 70. Ecco le precipitazioni medie.

In media, si contano circa 2.085 ore di sole all'anno. Il sole non si vede spesso in inverno, mentre in estate brilla per un buon numero di ore. Ecco la media delle ore di sole al giorno.

Quando andare

I periodi migliori per visitare Dimitrovgrad sono le stagioni intermedie, per evitare il freddo invernale e il caldo estivo, e in particolare i mesi di maggio, giugno e settembre: le temperature diurne sono piacevoli, anche se conviene portare un maglione o una giacca per la sera. A luglio e agosto la temperatura è spesso calda senza eccessi, ma c'è il rischio di incappare in alcune giornate molto calde, cosa che può accadere, anche se più raramente, anche nella seconda metà di giugno e nella prima metà di settembre.