参照勉县县城历史数据（数据来源为勉县国家气象站），镇川镇整体气候冬冷夏热、降水集中。

全年平均高温21℃、平均低温11℃，极端最高温41℃（2022年8月15日），极端最低温-7℃（2025年1月26日）。

最冷时段集中在12月至次年1月，月平均低温在-1～0℃左右，其中2023年1月平均低温-1℃、2025年1月极端低至-7℃；最热时段为7～8月，月平均高温可达33～35℃，2022年8月平均高温35℃、极端41℃。

降水方面，全年雨日约643天（约6年），总降水量约5028毫米，降雨主要集中在4～9月，尤以7～9月雨量最大。

例如2025年7月单月降水达524.8毫米、8月438.2毫米，2023年8月也有254.5毫米。

冬季（12～2月）则干燥少雨，2022年12月降水仅0.3毫米。

镇川镇因地处丘陵，谷地夜间辐射冷却强，冬季早间气温可能较县城偏低1～2℃；夏季午后山谷热对流易触发局地雷阵雨，降水强度有时高于县城。