参照府谷县历史归档数据，孤山镇所在区域属温带大陆性季风气候，冬夏温差悬殊，降水高度集中于夏季。

全年平均最高气温18℃，平均最低气温4℃，极端高温曾达40℃（2024年7月22日），极端低温-26℃（2023年12月21日）。

冬季（12月—2月）最为干冷，月平均最高气温多在0~4℃之间，平均最低气温-11~-14℃，期间降水极少甚至为零，体感干燥凛冽。

夏季（6—8月）炎热且雨量集中，尤其7—8月月均降水常超过100毫米，2025年7月单月降水更是达到757.7毫米，占全年总量近两成，暴雨日数也明显增多。

春季（3—5月）升温快但波动大，4月雨日偏多（如2023年4月10个雨日），偶有晚霜冻。

秋季（9—10月）降温迅速，9月仍有一定降水，10月起雨量骤减。

孤山镇因地处黄土沟谷，冬季冷空气下沉容易形成霜冻，夏季山区午后对流雨可能比县城更频繁，昼夜温差也较县城更为明显，尤其秋季早晚需注意添衣。