La climatologia de la DO Montsant ve marcada pel perfil accidentat de les muntanyes, les influències del riu Ebre (especialment a la zona sud) i pels vents de mar. Per aquests motius, el clima mediterrani resulta marcat per una certa continentalitat.
L’efecte de les muntanyes, que protegeixen parcialment de la influència marítima, es tradueix en un contrast bastant acusat entre les temperatures diürnes i nocturnes en el moment de la maduració del raïm. Aquesta diferència ajuda a elevar el nivell de polifenols per produir vins més consistents. La temperatura mitjana de les mínimes és al voltant dels 7ºC i les mitjanes de les màximes no superen els 20ºC. En general, els hiverns són freds i els estius secs i calorosos. Les precipitacions se situen entorn dels 500 - 600 litres/m2 anuals distribuïts de manera desigual durant l’any, concentrats especialment a la primavera i la tardor.
A l’estiu, els vents humits que arriben del mar comencen a bufar a la tarda. Aquesta aportació d’humitat ajuda les vinyes durant la seca temporada de maduració.
Donada l’orografia de la DO Montsant, podem trobar infinitat de microclimes que fan que cada parcel·la vitícola tingui característiques especials.